我国是风力发电机组的装机大国,也是风力发电设备的生产大国,但是我国风力发电机组中的某些关键部件任然依赖进口,联轴器就是其中之一。风力发电联轴器作为风力发电传动系统中重要的组成部件,除了要求具有传递动力的功能外,还需要具有过载保护功能,扭矩限制器就是使风力发电联轴器具有过载保护功能的关键部件,当负载超过额定载荷时自动打滑,实现对发电机组的过载保护。为实现风力发电联轴器的国产化,突破扭矩限制器的技术难点,必须构建用于扭矩限制器性能测试的研发条件。本课题旨在研制最大打滑扭矩为100kN.m并集强度试验、疲劳试验和打滑扭矩标定等功能于一体的扭矩限制器综合测试试验台,具体研究内容如下:(1)对扭矩限制器的结构特点和工作原理进行了介绍；基于风力发电机组对扭矩限制器的工作参数要求,采用静态试验,设计了扭矩限制器的标定方案；并对加载方式和扭矩测量方案进行了对比,拟定了采用摆动液压缸作为动力源的加载方式和采用扭矩传感器进行扭矩测量的方案。(2)对试验台机械系统进行总体设计,对加载机构、扭矩限制器夹具和以逆止器作为主要部分的负载机构进行了详细设计；通过分析与计算,确定关键零部件型号和规格；完成试验台机械系统的三维建模；利用Workbench软件对重要结构件进行静力学有限元分析。(3)设计了与试验台相配套的液压控制系统,实现加载扭矩的输入控制,为满足快速打滑过程大流量的需求,液压系统采用以蓄能器为主要油源,泵作为辅助油源的供油方案；并采用以插装阀和三位四通换向阀组成的大流量换向系统来实现摆动缸正反转控制；计算确定了液压系统的各项参数,完成了液压元器件的选型工作。(4)利用AMESim软件对所设计的液压系统进行建模仿真。通过仿真结果表明所设计的液压系统可以满足试验台对加载时间的要求,也验证了蓄能器容积是影响扭矩限制器打滑时间和卸载时间的主要因素,泵的排量对系统影响不大,验证了液压系统采用蓄能器作为主要油源的合理性。
风力发电机的工作环境较为恶劣,从中团当前的风能资源分布来看,中闺现有的和即将进行风能开发的地域,人致都处于沿海、山区和中国的西北部。沿海不但有常年的栽雾,环境异常潮湿,风机部件容易锈蚀或盐蚀,老化,还受到热带气旋影响;山区多有不稳定的沉降或上升气流,亦可能有因山谷环境造成的突发性强烈气流:西北部如新疆,冬夏温度差异极人,也有地形原因形成的极强突发性峡谷风等。这些对风机部件的耐蚀性能及耐冲击能力,都有很高的要求。
风力发电机的工作环境较为恶劣,从中团当前的风能资源分布来看,中闺现有的和即将进行风能开发的地域,人致都处于沿海、山区和中国的西北部。沿海不但有常年的栽雾,环境异常潮湿,风机部件容易锈蚀或盐蚀,老化,还受到热带气旋影响;山区多有不稳定的沉降或上升气流,亦可能有因山谷环境造成的突发性强烈气流:西北部如新疆,冬夏温度差异极人,也有地形原因形成的极强突发性峡谷风等。这些对风机部件的耐蚀性能及耐冲击能力,都有很高的要求。
风力发电机组因为处于地面较高处,除了高速运转的传动系统,机组整体由于受风力影响振动,其发电机、齿轮箱、叶轮三部分的联接对中,由于各种原因,可能会造成一定偏差;这个偏差,就需要靠联轴器来进行调节。所以,在选择联轴器时,还应考虑联轴器的机械性能是否能够合理满足风机的功率、运转扭矩、动力机系数等。
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