一种基于风能发电机组性能测试系统及测试方法与流程

1.本发明涉及风能发电机性能测试领域，具体提出了一种基于风能发电机组性能测试系统及测试方法。


背景技术：

2.风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，因此风能发电技术在不断的提高，风能发电机组也在不断的改进。
3.风力发电机一般有风轮、发电机、调向器尾翼、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，其主要是通过风带动风轮转动，风轮带动发电机进行发电作业，从而能够将机械能转化为电能。
4.现有的风力发电机在生产出来后需要进行性能测试，以此来确定分离发电机能否正常工作，同时来检测风力发电机的质量，现有的风力发电机性能测试系统主要是通过鼓风机对风能发电机进行吹风，以此来实现对风能发电机的性能检测，这种方法使用非常的简便，但是还是存在以下的问题；1.现有的风能发电机组性能测试系统能够对同一个方向上不同级别的风进行性能检测，但是对于不同方向的风无法实施性能检测，因此其适用性较差。
5.2.现有的风能发电机组性能测试系统无法检测风能发电机叶片的强度和疲劳度，同时叶片长时间在户外工作，在受到风吹雨晒后容易发生腐蚀，因此需要在其表面涂上防护漆，增强其防护能力，但是现有的风能发电机组性能测试系统对此没有做到有效的性能检测。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于风能发电机组性能测试系统，包括发电机固定平台与性能检测平台，所述发电机固定平台上设置有性能检测平台。
7.所述发电机固定平台包括设置在地面上的底板，底板的上端等间距固定安装有发电机固定框架，发电机固定框架为多个长方体结构组成，且每个长方体固定空间大小一致，发电机固定框架的垂直段为可伸缩结构，发电机固定框架的内侧均等间距铰接有若干组上下对称的夹持模块。
8.所述性能检测平台包括固定安装在底板上的电动滑轨，所述的电动滑轨为圆环结构，并且电动滑轨位于发电机固定框架的外围，电动滑轨的上端滑动连接有电动滑块，电动滑块的上端固定连接有风洞模拟框，风洞模拟框的内侧为空心壳体结构，风洞模拟框的内侧转动连接有鼓风机，鼓风机的出风口始终朝发电机固定框架方向，风洞模拟框的左侧端开设有风向调节槽，风向调节槽的前后两侧通过轴承均等间距转动安装上下调节柱，风向调节槽内位于同一高度的两个上下调节柱之间均共同固定连接有水平导流板，风向调节槽的前后两侧通过轴承均等间距转动安装前后调节柱，前后调节柱位于上下调节柱的右方，风向调节槽内位于同一高度的两个前后调节柱之间均共同固定连接有垂直导流板，垂直导
流板与水平导流板上均设置有调风模块，发电机固定框架的上端设置有叶片检测模块。
9.作为本发明的优选技术方案，所述的夹持模块包括固定件、v形固定杆、连接杆、滑动杆、夹持板、开口槽、导向柱和电动推杆，发电机固定框架内侧的上下两端等间距铰接有若干组固定件，所述的固定件包括两个左右对称的v形固定杆，v形固定杆的一侧铰接有连接杆，v形固定杆的另一端共同铰接有滑动杆，滑动杆滑动连接在发电机固定框架的内侧，连接杆远离v形固定杆的一端铰接有夹持板，夹持板远离连接杆的一端开设有开口槽，发电机固定框架的内侧等间距固定安装有若干导向柱，发电机固定框架的左侧端通过基座固定有若干电动推杆，电动推杆的输出端分别与滑动杆相连。
10.作为本发明的优选技术方案，所述的调风模块包括上下调节柱和前后调节柱上固定的调向齿轮，调向齿轮的侧端啮合设置有调向杆，调向杆滑动设置在风洞模拟框的内壁上，风洞模拟框的外侧壁上通过基座固定有调向气缸，调向气缸的输出端滑动贯穿风洞模拟框与调向杆相连。
11.作为本发明的优选技术方案，所述的叶片检测模块包括发电机固定框架的上端滑动安装的垂直架，发电机固定框架的上端外侧固定有伸缩气缸，伸缩气缸的输出端与垂直架相连，垂直架的后侧固定连接有圆盘，圆盘的后侧沿周向方向等间距固定有三组转动架，转动架的侧端等间距固定安装有伸缩弹簧杆，伸缩弹簧杆远离转动架的一端固定连接有弧形支撑块，弧形支撑块上包裹有橡胶块，垂直架远离圆盘的一端固定安装有旋转电机，圆盘上设置有敲击机构。
12.作为本发明的优选技术方案，所述的敲击机构包括圆盘上沿周向方向等间距固定的放置板，放置板与转动架交替设置，放置板上开设的两个左右对称的滑槽，滑动槽内均滑动连接有限位板，限位板的侧端与滑槽之间连接有夹持弹簧杆，两个限位板相对的一侧为斜面结构，且两个限位板相对的一侧的中部为弧形结构。
13.作为本发明的优选技术方案，所述的放置板的中部开设有活动槽，活动槽内固定有作业框，作业框的内部等间距滑动连接有敲击杆，敲击杆的前侧抵靠设置在敲击板上，且敲击板滑动设置在作业框的内部，敲击板与作业框之间通过复位弹簧相连，作业框的内部且位于敲击板的前侧滑动连接有调距板，调距板的一侧转动连接有凸轮块，调距板的另一侧固定有敲击电机，敲击电机的输出端转动贯穿调距板与凸轮块相连。
14.作为本发明的优选技术方案，所述的敲击杆远离作业框的一端开设有卡接槽，卡接槽内卡接有敲击锤，敲击锤的侧端开设有卡接孔，卡接孔内通过螺纹连接的方式连接有锁紧螺纹杆，锁紧螺纹杆通过螺纹连接的方式转动贯穿敲击杆。
15.作为本发明的优选技术方案，所述的调距板的前侧转动连接有调距螺纹杆，调距螺纹杆通过螺纹连接的方式转动贯穿作业框的前侧壁。
16.此外，本发明还提供一种基于风能发电机组性能测试的方法，具体包括以下步骤：
17.s1、机组固定：首先操作人员通过发电机固定平台对随机抽样的风能发电机进行批量化固定：
18.s2、转向检测：通过调风模块来控制风洞模拟框内的鼓风机进行不同风向的调节，以此来检测风能发电机的性能，检测风能发电机在不同风向的运行状态；
19.s3、叶片检测：通过叶片检测模块对风能发电机的叶片进行检测，贯穿风能发电机的叶片的强度和疲劳度；
20.s4、收集作业：对检测后的数据进行统一的收集和分析，最后对检测完成的风能发电机进行统一的收集处理。
21.本发明具备以下有益效果：
22.1.本发明提供一种基于风能发电机组性能测试系统及测试方法，通过调节模块来实现风能方向的改变，从而实现通过不同角度和方向的风力来检测风能发电机的转向效率，通过长时间的运行，以此来检测风能发电机的使用寿命。
23.2.本发明提供一种基于风能发电机组性能测试系统及测试方法，通过敲击机构对风能发电机的叶片进行往复的敲击，以此来检测风能发电机的叶片的强度和弹性，避免风能发电机的叶片质量差，同时检测敲击的部分是否出现漆面的损坏，从而检测风能发电机的叶片的表面防护性能。
24.3.本发明提供一种基于风能发电机组性能测试系统及测试方法，通过夹持机构对风能发电机进行固定，保证风能发电机在竖直状态下的稳定性，同时夹持风能发电机的发电机框架能够调节高度，以此针对不同高度的风能发电机进行固定，提高了设备的适用性。
附图说明
25.图1为本发明的主体结构示意图。
26.图2为本发明发电机固定平台的整体结构示意图。
27.图3为本发明发电机固定平台的部分结构示意图。
28.图4为本发明发电机固定平台的俯视图。
29.图5为本发明性能检测平台的第一视角结构示意图。
30.图6为本发明性能检测平台的第二视角结构示意图。
31.图7为本发明图6中的c处局部放大图。
32.图8为本发明性能检测平台的的横向剖视图。
33.图9为本发明图8中的d处局部放大图。
34.图10为本发明图8中的e处局部放大图。
35.图11为本发明中作业框、调距板、凸轮块、敲击电机等结构的横向剖视图。
36.图12为本发明的主体横向剖视图。
37.图13为本发明图12中的h处局部放大图。
38.图14为本发明图12中的f-f处的剖视图。
39.图15为本发明的风能发电机组性能测试方法的流程图。
40.图中：a、风能发电机；b、叶轮；1、发电机固定平台；2、性能检测平台；11、底板； 12、发电机固定框架；13、夹持模块；20、电动滑轨；21、电动滑块；22、风洞模拟框；23、鼓风机；24、风向调节槽；25、上下调节柱；26、水平导流板；27、前后调节柱；28、垂直导流板；29、调风模块；30、叶片检测模块；130、固定件；131、v形固定杆；132、连接杆； 133、滑动杆；134、夹持板；135、开口槽；136、导向柱；137、电动推杆；291、调向齿轮； 292、调向杆；293、调向气缸；300、垂直架；301、伸缩气缸；302、圆盘；303、转动架； 304、伸缩弹簧杆；305、弧形支撑块；306、旋转电机；307、敲击机构；308、放置板；309、滑槽；310、限位板；311、夹持弹簧杆；312、作业框；313、敲击杆；314、敲击板；315、复位弹簧；316、调距板；317、凸轮块；318、敲击电机；330、卡接槽；331、敲击锤；332、卡接孔；333、锁紧螺纹杆；3161、调距螺纹杆。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.参阅图1，一种基于风能发电机组性能测试系统，包括发电机固定平台1与性能检测平台2，所述发电机固定平台1上设置有性能检测平台2；通过发电机固定平台1对风能发电机 a进行固定，性能检测平台2对被固定的风能发电机a进行检测。
43.参阅图1、图2、图3和图4，所述发电机固定平台1包括设置在地面上的底板11，底板 11的上端等间距固定安装有发电机固定框架12，发电机固定框架12为多个长方体结构组成，且每个长方体固定空间大小一致，发电机固定框架12的垂直段为可伸缩结构，发电机固定框架12的内侧均等间距铰接有若干组上下对称的夹持模块13；所述的夹持模块13包括固定件 130、v形固定杆131、连接杆132、滑动杆133、夹持板134、开口槽135、导向柱136和电动推杆137，发电机固定框架12内侧的上下两端等间距铰接有若干组固定件130，所述的固定件130包括两个左右对称的v形固定杆131，v形固定杆131的一侧铰接有连接杆132，v 形固定杆131的另一端共同铰接有滑动杆133，滑动杆133滑动连接在发电机固定框架12的内侧，连接杆132远离v形固定杆131的一端铰接有夹持板134，夹持板134远离连接杆132 的一端开设有开口槽135，发电机固定框架12的内侧等间距固定安装有若干导向柱136，发电机固定框架12的左侧端通过基座固定有若干电动推杆137，电动推杆137的输出端分别与滑动杆133相连。
44.具体工作时，首先操作人员对批量化生产的风能发电机a进行随机抽样，随后操作人员将随机抽样的风能发电机a通过起重机放置到发电机固定框架12内，接着操作人员将发电机固定框架12上半部分向上升起，从而保证风能发电机a的塔架的大部分位于发电机固定框架 12内，接着电动推杆137启动，电动推杆137推动滑动杆133向右移动，滑动杆133带动v 形固定杆131绕中部位置转动，v形固定杆131配合连接杆132推动发电机固定框架12两端的夹持板134同步向内移动，直至夹持板134对放置到发电机固定框架12中间的塔架进行固定，从而进一步的提高了风能发电机a的稳定性，避免风能发电机a在检测的过程中出现倾斜的情况，因为风能发电机a在进行性能检测时会受到不同方向的风，因此风能发电机a的整个主体都会受到风阻的影响，因此通过夹持模块13能够有效的提高其稳定性。
45.参阅图1、图12、图13和图14，所述性能检测平台2包括固定安装在底板11上的电动滑轨20，所述的电动滑轨20为圆环结构，并且电动滑轨20位于发电机固定框架12的外围，电动滑轨20的上端滑动连接有电动滑块21，电动滑块21的上端固定连接有风洞模拟框22，风洞模拟框22的内侧为空心壳体结构，风洞模拟框22的内侧转动连接有鼓风机23，鼓风机 23的出风口始终朝发电机固定框架12方向，风洞模拟框22的左侧端开设有风向调节槽24，风向调节槽24的前后两侧通过轴承均等间距转动安装上下调节柱25，风向调节槽24内位于同一高度的两个上下调节柱25之间均共同固定连接有水平导流板26，风向调节槽24的前后两侧通过轴承均等间距转动安装前后调节柱27，前后调节柱27位于上下调节柱25的右方，风向调节槽24内位于同一高度的两个前后调节柱27之间均共同固定连接有垂直导流板28，垂直导流板28与水平导流板26上均设置有调风模块29，发电机固定框架12的上端设置有叶片
检测模块30；所述的调风模块29包括上下调节柱25和前后调节柱27上固定的调向齿轮291，调向齿轮291的侧端啮合设置有调向杆292，调向杆292滑动设置在风洞模拟框22 的内壁上，风洞模拟框22的外侧壁上通过基座固定有调向气缸293，调向气缸293的输出端滑动贯穿风洞模拟框22与调向杆292相连。
46.具体工作时，当批量化的风能发电机a被固定后，电动滑块21开始绕电动滑轨20进行等间距移动，同时风洞模拟框22内的鼓风机23进行作业，吹出大量的风，电动滑块21带动整个风洞模拟框22绕被固定的风能发电机a组进行间歇性移动，以此来检测风能发电机a组的转向效率，观察被固定的若干风能发电机a组是否跟随风向的不同相应的做出转动，同时观察若干风能发电机a组之间转动的速度是否基本一致，同时当风洞模拟框22内的鼓风机 23进行鼓风作业时，调向气缸293启动，调向气缸293的输出端推动调向杆292移动，调向杆292通过调向齿轮291带动风洞模拟框22的风向调节槽24内的垂直导流板28和水平导流板26改变角度，从而实现风向的调节，当水平导流板26向下转动，而垂直导流板28处于垂直状态时，此时风向朝下，当水平导流板26向上转动，而垂直导流板28处于垂直状态时，此时风向朝上，当水平导流板26水平不动，而垂直导流板28处于向前转动时，此时风向朝左，当水平导流板26水平不动，而垂直导流板28处于向右转动时，此时风向朝右，因此风洞模拟框22在间歇运动的时候，改变风向的角度，来观察风能发电机a转动的情况。
47.参阅图5、图6、图8和图9，所述的叶片检测模块30包括发电机固定框架12的上端滑动安装的垂直架300，发电机固定框架12的上端外侧固定有伸缩气缸301，伸缩气缸301的输出端与垂直架300相连，垂直架300的后侧固定连接有圆盘302，圆盘302的后侧沿周向方向等间距固定有三组转动架303，转动架303的侧端等间距固定安装有伸缩弹簧杆304，伸缩弹簧杆304远离转动架303的一端固定连接有弧形支撑块305，弧形支撑块305上包裹有橡胶块，垂直架300远离圆盘302的一端固定安装有旋转电机306，放置板308上设置有敲击机构307。
48.具体工作时，当风能发电机a在转动状态下的性能检测完毕后，停止鼓风，此时风能发电机a停止转动，此时伸缩气缸301推动垂直架300向风能发电机a的叶轮b方向移动，直至垂直架300上的三组转动架303能够分别穿插入叶轮b的三组叶片之间，形成叶片与转动架303相互交替的形式，同时转动架303在穿插进叶轮b的过程中弧形支撑块305通过伸缩弹簧杆304的弹力紧紧的抵靠在叶轮b的侧端，使得叶片靠近风能发电机a中间的部分能够被固定，此时叶轮b的叶片处于被固定的状态，并且叶片无法发生转动，弧形支撑块305的表面包裹的橡胶块主要启动保护的作用，避免弧形支撑块305将叶轮b的叶片表面的防护漆面刮擦导致其破损。
49.参阅图7、图9、图10和图11，所述的敲击机构307包括圆盘302上沿周向方向等间距固定的放置板308，放置板308与转动架303交替设置，放置板308上开设的两个左右对称的滑槽309，滑动槽内均滑动连接有限位板310，限位板310的侧端与滑槽309之间连接有夹持弹簧杆311，两个限位板310相对的一侧为斜面结构，且两个限位板310相对的一侧的中部为弧形结构；所述的放置板308的中部开设有活动槽，活动槽内固定有作业框312，作业框312的内部等间距滑动连接有敲击杆313，敲击杆313的前侧抵靠设置在敲击板314上，且敲击板314滑动设置在活动作业框312的内部，敲击板314与作业框312之间通过复位弹簧315相连，作业框312的内部且位于敲击板314的前侧滑动连接有调距板316，调距板316 的一侧转动
连接有凸轮块317，调距板316的另一侧固定有敲击电机318，敲击电机318的输出端转动观察调距板316与凸轮块317相连；所述的敲击杆313远离作业框312的一端开设有卡接槽330，卡接槽330内卡接有敲击锤331，敲击锤331的侧端开设有卡接孔332，卡接孔332内通过螺纹连接的方式连接有锁紧螺纹杆333，锁紧螺纹杆333通过螺纹连接的方式转动贯穿敲击杆313。
50.具体工作时，当叶轮b的三个叶片的根部区域被固定后，此时叶轮b无法转动，接着敲击电机318启动，敲击电机318带动凸轮块317转动，凸轮块317转动后推动抵靠在凸轮块 317上的敲击板314在复位弹簧315的弹力作用下前后往复运动，敲击板314前后往复运动带动敲击杆313前后往复运动，接着敲击杆313对被固定的叶轮b的三个叶片的表面进行往复敲击，敲击杆313的一侧设置有卡接槽330，卡接槽330内可活动更换不同程度的敲击锤 331，首先操作人员转动锁紧螺纹杆333，使得锁紧螺纹杆333与卡接孔332分离，此时敲击锤331可以在卡接槽330内活动，接着操作人员将原先的敲击锤331从卡接槽330内取出，接着操作人员将另外一个敲击面积不同的敲击锤331放置到卡接槽330内，随后将锁紧螺纹杆333转动至敲击锤331的卡接孔332内，此时敲击锤331与敲击杆313固定，随后重复上述的操作更换不同敲击面积的敲击锤331，并且进行多组敲击检测，敲击锤331有若干个，且每一个敲击锤331与待检测叶片相互接触的面的大小不同，有匚形结构、有点状结构等等，首先用大面积的敲击锤331对叶轮b叶片的表面进行往复的敲击，随后观察叶片表面漆面的情况，观察其表面的漆面是否完好无损、出现敲击痕迹、出现破裂、出现脱落等情况，随后依次更换敲击面积较小的敲击锤331，重复上述的操作，观察叶片的漆面所能承受最小敲击点的极限，以此来模拟日常生活中风能发电机组a在大风的情况下有石子或者砂砾被卷起砸向风能发电机a的叶片的过程，继而通过敲击锤331与叶轮b叶片敲击接触的面积的不同来检测叶轮b叶片表面的漆面的强度，从而保证叶片在户外长时间的工作时，避免发生腐蚀的情况，进一步的提高叶片的使用寿命。
51.参阅图9，所述的调距板316的前侧转动连接有调距螺纹杆3161，调距螺纹杆3161通过螺纹连接的方式转动贯穿作业框312的前侧壁。
52.具体工作时，当凸轮块317转动时，会推动敲击板314前后往复移动，但是敲击板314 上的敲击杆313和敲击锤331移动的距离始终是处于定长的状态，此时操作人员可以首先转动调距螺纹杆3161，调距螺纹杆3161带动调距板316向敲击板314的方向移动，从而实现改变敲击杆313和敲击锤331的移动长度，以此实现改变敲击锤331对叶片敲击的强度，通过改变对叶片敲击的强度来检测叶片的性能，避免叶片在转动发电的过程中出现断裂的情况。
53.参阅图15，此外，本发明还提供一种基于风能发电机a组性能测试的方法，具体包括以下步骤：s1、机组固定：首先操作人员对批量化生产的风能发电机a进行随机抽样，随后操作人员将随机抽样的风能发电机a通过起重机放置到发电机固定框架12内，接着电动推杆 137启动，电动推杆137推动滑动杆133向右移动，滑动杆133带动v形固定杆131绕中部位置转动，v形固定杆131配合连接杆132推动发电机固定框架12两端的夹持板134同步向内移动，直至夹持板134对放置到发电机固定框架12中间的塔架进行固定；
54.s2、转向检测：当批量化的风能发电机a被固定后，电动滑块21开始绕电动滑轨20进行等间距移动，同时风洞模拟框22内的鼓风机23进行作业，吹出大量的风，电动滑块21带
动整个风洞模拟框22绕被固定的风能发电机a组进行间歇性移动，以此来检测风能发电机a 组的转向效率，观察被固定的若干风能发电机a组是否跟随风向的不同相应的做出转动，同时观察若干风能发电机a组之间转动的速度是否基本一致，同时当风洞模拟框22内的鼓风机 23进行鼓风作业时，通过改变风向的角度，来观察风能发电机a转动的情况；
55.s3、叶片检测：当风能发电机a在转动状态下的性能检测完毕后，停止鼓风，此时风能发电机a停止转动，此时伸缩气缸301推动垂直架300向风能发电机a的叶轮b方向移动，直至垂直架300上的三组转动架303能够分别穿插入叶轮b的三组叶片并对其进行固定，当叶轮b的叶片的根部被固定之后，叶片无法发生转动，此时敲击电机318带动凸轮块317转动，凸轮块317转动后推动敲击杆313对被固定的叶片的表面进行往复敲击，同时敲击杆313 上的敲击锤331可以活动拆卸，通过不同形状的敲击锤331对叶片的表面进行敲击，继而实现改变接触的面积来检测叶片表面的漆面的强度，从而保证叶片在户外长时间的工作时，不会发生腐蚀的情况，从而进一步的提高了叶片的使用寿命，同时通过改变凸轮块317的距离来实现通过改变对叶片敲击的强度来检测叶片的性能，避免叶片在转动发电的过程中出现断裂的情况。
56.s4、收集作业：对检测后的数据进行统一的收集和分析，最后对检测完成的风能发电机 a进行统一的收集处理。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。