风力机性能分析与故障模拟实验系统

摘要

风力机性能分析与故障实验系统，属于风力机实验装置技术领域。本发明包括风洞、风力机实验装置和数据分析与处理系统。风力机实验装置包括台架，风轮，主轴，发电机，控制器以及扭矩、风速、速度和位移传感器。本发明可以研究不同翼型、风速、风轮故障、机械故障对风力机气动性能、轴系振动特性和出力等的影响，模拟风力机风轮质量不平衡、气动不平衡、偏航、轴系不对中、支座松动和轴承损坏等多种故障，并进行实时分析。通过选择装配调心滚子轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承等不同型式的轴承，可以比较不同支撑形式下风力机的性能；具有很好的开放性、可拆解性和扩展性。主要适用于风力机科研和教学领域。

主权项

一种风力机性能分析与故障模拟实验系统，其特征在于，该系统包括风洞、风力机实验装置和数据分析与处理系统；所述的风力机实验装置包括台架(19)、风轮(11)、主轴(12)、扭矩传感器(15)、发电机(16)、控制器(25)、蓄电池(26)、逆变器(27)、负载(28)、风速传感器(5)、用于测量主轴转速的转速传感器、用于测量主轴(12)水平方向和垂直方向位移的位移传感器、用于测量轴承振动的加速度传感器、显示和转换模块(3)、数据采集器以及含有分析与处理软件程序的计算机；所述的风轮、扭矩传感器、发电机同轴布置；风轮通过主轴与扭矩传感器连接，主轴由轴承支撑；所述的发电机和扭矩传感器放置在所述的台架上；所述的转速传感器、风速传感器、扭矩传感器、发电机以及控制器分别通过信号线与显示和转换模块(3)连接；所述的位移传感器依次通过前置器和隔直电路与数据采集器相连；所述的加速度传感器依次通过信号调理器和抗混滤波器与数据采集器相连；所述的显示和转换模块(3)分别输出0~5V电压信号和数字信号，其中电压信号通过BNC接线与数据采集器相连，数字信号通过RS232接口与计算机(4)相连；数据采集器通过USB数据线与计算机(4)连接；所述的数据分析与处理软件程序包括操作设置模块，状态监测模块和数据分析模块，所述的操作设置模块包括数据采集子模块、数据存储子模块、数据调用子模块、数据转换子模块和组态设置子模块；所述的状态监测模块包括监测界面子模块、波形显示子模块、参数列表子模块；所述的数据分析模块包括频谱分析子模块、轴心轨迹分析子模块、趋势分析子模块和瀑布图分析子模块。