一种用于风速对风机性能影响数据测试的模型装置

1.本发明涉及风机数据测试领域，更具体地说，本发明涉及一种用于风速对风机性能影响数据测试的模型装置。


背景技术：

2.风力发电运行离线数据中蕴含着大量的系统动力学以及系统运行的规律和模式，可以通过数值模拟和现场测试手段探究如何将基于离线数据挖掘得到的知识应用到数据驱动控制系统设计。
3.现有的数据测试模型在进行测试的过程中，不易对风向进行调节，从而影响数据测试的全面性,此外现有的风力发电机测试系统中例如现有专利技术cn101545953a公开了一种小型风力发电机性能测试方法及其专用测试平台,其方法包括建立新型发电机数学模型,并将其制为软件模块和发电机属性参数一起预设入工控机内,设计一可控制的人造风源并在出风口得到连续变化的模拟自然风速,在出风口设置一风速计检测风速信号并输入到工控机内经计算得到发电机性能理论曲线图,再将待检测发电机设置于出风口采集其性能数据输入工控机得到其发电机性能实际曲线图,两者相比较从而判断发电机性能是否符合要求，该种设计虽然采用的风力发电机的新型数学模型,能够使分析结果更加精确、可靠，但是其仅能够得到不同风速下的工况，测试参数单一，而风力发电机实际工作状况跟很多参数相关，因此测试缺乏科学性和综合性。
4.此外其他专利技术中虽然公开了例如cn101893891a公开了一种风力发电机控制系统实验室测试系统及测试方法,该测试系统包括拥有风力资料数据库的计算机、风机主控系统、测试平台,计算机、测试平台分别与风机主控系统相连,该测试平台包括开关量控制电路、模拟量控制电路和接收风机主控系统输出信号的控制电路三部分组成,开关量控制电路控制输出到风机主控系统的开关量信号;模拟量控制电路控制输出到风机主控系统的模拟量信号，该种设计可有效减少成本,提高测试效率,便于综合性测试，但是其没有具体公开测试系统的安装结构和各个风力参数的调解机构。
5.而其他专利解决方案中需要借助外部风机来产生风力，而该外部风机上需要设置多个驱动装置提供多个方向和距离的气流，但是为了更加真实的模拟空气流动环境，则需要各个方向和距离的快速切换才能够保证待测试风机处于较为真实的工况，才能够保证测试效果，此外现有的提供多种状态风力气流，例如固定在不同的风向，不同的角度，但是仅能够进行在固定风向下的静态测试，而无法快速的进行动态测试。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于风速对风机性能影响数据测试的模型装置，通过设置第一齿轮、第二齿轮、限位孔和限位杆，当需要调节风机的方向时，启动内盘内部的第二电机，通过第二电机带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮，从而带动底座沿着内盘转动，调节风机的角度，调节完毕后，关闭电磁铁，第一弹簧会
将限位杆向下拉动，使限位杆插入对应的限位孔内，对底座进限位，方便调节风机方向，可以更加需要测试不同角度风力对风力发电机数据影响，增加了数据测试的全面性。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于风速对风机性能影响数据测试的模型装置，包括底座，所述底座的顶端一侧固定安装有安装管，所述底座的顶端中心设置有风力发电机，所述底座的顶端另一侧设置有安装杆，所述底座的顶端外表面位于安装管的下方开设有通孔，所述底座的内部设置有内盘，所述内盘与底座转动连接，所述风力发电机的底端与内盘的顶端中心固定连接，所述底座与风力发电机的底端转动连接，所述内盘的顶端外表面开设有若干个限位孔，所述若干个限位孔呈环形排列，所述内盘的内部固定安装有第二电机，所述第二电机输出轴一端固定安装有第一齿轮，所述第一齿轮的一侧设置有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮的顶端通过第一电控旋转离合器与底座底端连接，所述第二齿轮套设在风力发电机的底端外表面，其中在第二齿轮与风力发电机的底端外表面之间通过第二电控旋转离合器连接，所述安装管的内壁顶端固定安装有电磁铁，所述安装管的内部设置有限位杆，所述限位杆的底端穿过通孔插入到限位孔的内部，所述限位杆的底端与限位孔相匹配，所述限位杆的顶端固定安装有挡块，所述限位杆的外表面位于挡块的下方套设有第一弹簧；其中响应于所述第一弹簧的伸缩形变启动或者关闭第二电机，在第一电控旋转离合器和第二电控旋转离合器中的一个关闭或者开启时控制另一个开启或者关闭。
8.进一步的，所述底座的一侧外表面设置有前后驱动电机，所述前后驱动电机与底座转动连接，所述第一滑槽的顶端外表面另一侧开设有第一滑槽。
9.进一步的，所述第一滑槽的内部设置有第一螺杆，所述第一螺杆的一端与前后驱动电机固定连接。
10.进一步的，所述安装杆的底端固定安装有安装座，所述安装座的底端固定安装有第一滑块，所述第一滑块与第一滑槽相匹配，所述安装座通过第一滑块与底座滑动连接，所述第一螺杆与第一滑块螺纹连接。
11.进一步的，所述安装杆的外表面开设有第二滑槽，所述第二滑槽的内部设置有第二螺杆。
12.进一步的，所述安装杆的顶端固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴底端与第二螺杆的顶端固定连接。
13.进一步的，所述安装杆的一侧外表面设置有连接架，所述连接架的一端设置有风机，所述连接架的另一端固定安装有第二滑块，所述第二滑块与第二滑槽相匹配，所述连接架通过第二滑块与安装杆滑动连接，所述第二螺杆与第二滑块螺纹连接。
14.进一步的，所述连接架的内部设置有连接块，所述连接块的一端与风机一体式连接，所述连接块的两侧固定安装有转轴，所述连接块通转轴与连接架转动连接。
15.进一步的，所述转轴的内部设置有内杆，所述内杆的外表面套设有第二弹簧，所述转轴的内部一端固定安装有挡环，所述挡环的套设在内杆的外表面，所述内杆与挡环滑动连接。
16.进一步的，所述连接架的一侧设置有侧盘，所述侧盘的一侧外表面固定安装有若干根卡柱，所述连接架的一侧外表面开设有若干个卡槽，所述卡柱的一端与卡槽相匹配。
17.本发明的技术效果和优点：
1、本发明中通过多个维度的驱动装置配合两个电控旋转离合器的组合控制逻辑以及可智能响应于旋转状态的驱动电机，使得在产生静态测试中不同种类风力气流的基础上，还能够快速的进行动态测试。
18.2、本发明通过设有第一齿轮、第二齿轮、限位孔和限位杆，当需要调节风机的方向时，启动内盘内部的第二电机，通过第二电机带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮，从而带动底座沿着内盘转动，调节风机的角度，调节完毕后，关闭电磁铁，第一弹簧会将限位杆向下拉动，使限位杆插入对应的限位孔内，对底座进限位，方便调节风机方向，可以更加需要测试不同角度风力对风力发电机数据影响，增加了数据测试的全面性；3、本发明通过设有侧盘、前后驱动电机、卡柱和卡槽，在对风机的角度进行调节时，先将连接架一侧的侧盘向外拉动，使侧盘上的卡柱从连接架一侧的卡槽脱离，解除对侧盘限位，在侧盘向外拉动的过程中，会将内杆沿着挡环向外拉动，对第二弹簧进行挤压，然后转动侧盘，带动转轴转动，从而对风机角度进行调节，较为方便，调节完毕后，松开侧盘，第二弹簧会将内杆向内拉动，带动侧盘的卡柱插入卡槽内，对侧盘进行限位，从而对风机进行固定。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图。
20.图2为本发明的底座与内盘爆炸图。
21.图3为本发明的安装管的剖视图。
22.图4为本发明的安装座调节结构示意图。
23.图5为本发明的安装杆结构示意图。
24.图6为本发明的风机安装结构图。
25.图7为本发明的连接架的爆炸图。
26.附图标记为：1、底座；11、第一滑槽；12、第一螺杆；13、前后驱动电机；14、通孔；15、内盘；16、限位孔；17、第一齿轮；18、第二齿轮；2、安装管；21、电磁铁；22、限位杆；23、挡块；24、第一弹簧；3、风力发电机；4、安装杆；41、安装座；42、第一滑块；43、第二滑槽；44、第二螺杆；45、第一电机；46、连接架；461、卡槽；47、风机；48、第二滑块；49、连接块；491、转轴；492、内杆；493、第二弹簧；494、挡环；495、侧盘；496、卡柱。
具体实施方式
27.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。
28.根据图1-3所示的一种用于风速对风机性能影响数据测试的模型装置，包括底座1，所述底座1的顶端一侧固定安装有安装管2，所述底座1的顶端中心设置有风力发电机3，所述底座1的顶端另一侧设置有安装杆4，所述底座1的顶端外表面位于安装管2的下方开设有通孔14，所述底座1的内部设置有内盘15，所述内盘15与底座1转动连接，所述风力发电机3的底端与内盘15的顶端中心固定连接，所述底座1与风力发电机3的底端转动连接，所述内
盘15的顶端外表面开设有若干个限位孔16，所述若干个限位孔16呈环形排列，所述内盘15的内部固定安装有第二电机，所述第二电机输出轴一端固定安装有第一齿轮17，所述第一齿轮17的一侧设置有第二齿轮18，所述第一齿轮17与第二齿轮18啮合连接，所述第二齿轮18的顶端通过第一电控旋转离合器与底座1底端连接，所述第二齿轮18套设在风力发电机3的底端外表面，其中在第二齿轮18与风力发电机3的底端外表面之间通过第二电控旋转离合器连接，所述安装管2的内壁顶端固定安装有电磁铁21，所述安装管2的内部设置有限位杆22，所述限位杆22的底端穿过通孔14插入到限位孔16的内部，所述限位杆22的底端与限位孔16相匹配，所述限位杆22的顶端固定安装有挡块23，所述限位杆22的外表面位于挡块23的下方套设有第一弹簧24；其中响应于所述第一弹簧24的伸缩形变启动或者关闭第二电机，在第一电控旋转离合器和第二电控旋转离合器中的一个关闭或者开启时控制另一个开启或者关闭。
29.实施方式具体为：在对风力发电机3进行数据测试时，需要启动对应一侧的风机47，通过风机47模拟风力驱动风力发电机3，从而取得对应的数据，当需要调节风机47的方向时，可以启动安装管2内部的电磁铁21，挡块23受到电磁铁21的磁力吸引，会带动限位杆22向上移动，使限位杆22的顶端从限位孔16内脱离，解除对底座1的限位，限位杆22向上移动的过程中，会通过挡块23将第一弹簧24拉长，然后启动内盘15内部的第二电机，通过第二电机带动第一齿轮17转动，第一齿轮17带动第二齿轮18，从而带动底座1沿着内盘15转动，调节风机47的角度，调节完毕后，关闭电磁铁21，第一弹簧24会将限位杆22向下拉动，使限位杆22插入对应的限位孔16内，对底座1进限位，方便调节风机47方向，可以根据需要测试不同角度风力对风力发电机3数据影响，增加了数据测试的全面性。
30.根据图4-7所示的一种用于风速对风机性能影响数据测试的模型装置，所述底座1的一侧外表面设置有前后驱动电机13，所述前后驱动电机13与底座1转动连接，所述第一滑槽11的顶端外表面另一侧开设有第一滑槽11，所述第一滑槽11的内部设置有第一螺杆12，所述第一螺杆12的一端与前后驱动电机13固定连接，所述安装杆4的底端固定安装有安装座41，所述安装座41的底端固定安装有第一滑块42，所述第一滑块42与第一滑槽11相匹配，所述安装座41通过第一滑块42与底座1滑动连接，所述第一螺杆12与第一滑块42螺纹连接，所述安装杆4的外表面开设有第二滑槽43，所述第二滑槽43的内部设置有第二螺杆44，所述安装杆4的顶端固定安装有第一电机45，所述第一电机45的输出轴底端与第二螺杆44的顶端固定连接，所述安装杆4的一侧外表面设置有连接架46，所述连接架46的一端设置有风机47，所述连接架46的另一端固定安装有第二滑块48，所述第二滑块48与第二滑槽43相匹配，所述连接架46通过第二滑块48与安装杆4滑动连接，所述第二螺杆44与第二滑块48螺纹连接，所述连接架46的内部设置有连接块49，所述连接块49的一端与风机47一体式连接，所述连接块49的两侧固定安装有转轴491，所述连接块49通转轴491与连接架46转动连接，所述转轴491的内部设置有内杆492，所述内杆492的外表面套设有第二弹簧493，所述转轴491的内部一端固定安装有挡环494，所述挡环494的套设在内杆492的外表面，所述内杆492与挡环494滑动连接，所述连接架46的一侧设置有侧盘495，所述侧盘495的一侧外表面固定安装有若干根卡柱496，所述连接架46的一侧外表面开设有若干个卡槽461，所述卡柱496的一端与卡槽461相匹配；实施方式具体为：当需要调节风机47与风力发电机3之间的距离时，可以转动底座
1一侧的前后驱动电机13，通过前后驱动电机13带动第一螺杆12转动，第一螺杆12与第一滑块42螺纹连接，第一滑块42会沿着第一滑槽11向一侧滑动，调节风机47的位置，当需要对风机47的高度时，可以启动安装杆4顶端第一电机45，通过第一电机45带动第二螺杆44转动，使第二滑块48沿着第二滑槽43上下移动，从而对风机47高度进行调节，在对风机47的角度进行调节时，先将连接架46一侧的侧盘495向外拉动，使侧盘495上的卡柱496从连接架46一侧的卡槽461脱离，解除对侧盘495限位，在侧盘495向外拉动的过程中，会将内杆492沿着挡环494向外拉动，对第二弹簧493进行挤压，然后转动侧盘495，带动转轴491转动，从而对风机47角度进行调节，较为方便，调节完毕后，松开侧盘495，第二弹簧493会将内杆492向内拉动，带动侧盘495的卡柱496插入卡槽461内，对侧盘495进行限位，从而对风机47进行固定。
31.本发明工作原理：在进行静态测试时：参照说明书附图1-3，在对风力发电机3进行数据测试时，需要启动对应一侧的风机47，通过风机47模拟风力驱动风力发电机3，从而取得对应的数据，当需要调节风机47的方向时，启动第一电控旋转离合器的同时关闭第二电控旋转离合器，使得底座1转动过程中而风力发电机3保持静止，可以启动安装管2内部的电磁铁21，带动限位杆22向上移动，该限位杆22向上移动的过程中第一弹簧24伸长从而触发内盘15内部的第二电机启动，通过第二电机带动第一齿轮17转动，第一齿轮17带动第二齿轮18，从而带动底座1沿着内盘15转动，调节风机47的角度，调节完毕后，关闭电磁铁21，第一弹簧24会将限位杆22向下拉动，使限位杆22插入对应的限位孔16内，对底座1进行限位，可以更加需要测试不同角度风力对风力发电机3数据影响，该限位杆22向下移动的过程中第一弹簧24缩短从而触发内盘15内部的第二电机启动；参照说明书附图4-7，当需要调节风机47与风力发电机3之间的距离时，可以转动底座1一侧的前后驱动电机13，通过前后驱动电机13带动第一螺杆12转动，第一螺杆12与第一滑块42螺纹连接，第一滑块42会沿着第一滑槽11向一侧滑动，调节风机47的位置，当需要对风机47的高度调节时，可以启动安装杆4顶端第一电机45，通过第一电机45带动第二螺杆44转动，使第二滑块48沿着第二滑槽43上下移动，从而对风机47高度进行调节，在对风机47的角度进行调节时，先将连接架46一侧的侧盘495向外拉动，然后转动侧盘495，带动转轴491转动，从而对风机47角度进行调节。
32.在进行动态测试时：关闭第一电控旋转离合器的同时开启第二电控旋转离合器，使得内盘15内部的第二电机启动后，底座1静止而风力发电机3保持转动，由于安装杆4上的调节风机47的活动半径远大于风力发电机3自身的转动半径，因此切换到风力发电机3自身转动而调节风机47保持圆周方向上的静止则可以大大提高在进行动态测试时的测试效率，例如进行不同风向的动态测试，该过程中可以配置同步程序使得第一电机45和前后驱动电机13同时启动，可以实现在多个不同动态变化参数中进行综合测试，例如还可以在按照预定位置间隔例如在各个限位孔16或者若干个限位孔16中增加位置感应器，使得辅助实现进行例如每隔20
°
或者每隔40
°
下的相同距离或者相同风力气流参数输出，或者是相同朝向角度下，进行不同的距离或者不同的风力气流参数输出。
33.因此本发明中通过多个维度的驱动装置配合两个电控旋转离合器的组合控制逻辑以及可智能响应于旋转状态的驱动电机，使得在产生静态测试中不同种类风力气流的基
础上，还能够快速的进行动态测试。
34.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。