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CN105242208B - 一种潮流能发电室内模拟测试装置 - Google Patents

一种潮流能发电室内模拟测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种潮流能发电室内模拟测试装置，是对模拟潮流能发电装置输出电能进行测试的装置。测试装置包括伺服电机、转速测量仪、增速器、减速器、永磁发电机、功率分析仪、联轴器以及槽钢安装板。伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机和功率分析仪通过螺栓固定在槽钢安装板上,伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机的轴心处于同一直线上。该测试装置将潮流能发电叶片敞水试验装置驱动叶轮组转动的主轴转速作为前端输入，通过伺服电机模拟主轴转速，实现永磁发电机传动并输出电能，通过功率分析仪对输出电能分析，对潮流能发电叶片敞水试验装置不同翼型、升角和组合的叶片进行发电性能测试。

Description

一种潮流能发电室内模拟测试装置
技术领域
本发明涉及潮流能发电室内模拟测试装置，特别是涉及潮流能发电叶片电能功率测试装置。
背景技术
中国近海海域潮流能资源丰富，开发和利用潮流能成为了国内能源研究机构的一个重要任务。潮流能发电装置的研发符合我国可持续发展的战略，对海洋可再生能源的利用具有重大意义。叶片是俘获潮流能量的核心部件，多个叶片构成的叶轮组在潮流推动下转动，进而通过传动轴带动发电机转动并发电。叶片在将潮流能转变为电能后的电性能测试尤为重要，已有较多能源类科研院所开展高获能叶片的研发工作。研发过程中对不同翼型、升角、数量叶片俘获的能量即潮流能转变为电能的功率测试尤其重要。目前已研发出潮流能发电叶片敞水试验装置，可以针对不同翼型、升角、数量叶片构成的叶轮组的一级能量转换后主轴转速进行测量，并通过测量数值理论推导出各类型叶轮组的发电效率，这种方法远远不及在实验室内直接应用永磁发电机及功率分析仪器对其发电性能进行测试。目前国内尚没有一套完整的应用于潮流能发电室内模拟测试的试验装置。
发明内容
针对现有技术无法实现潮流能发电叶片室内发电性能测试的情况，本发明推出一种应用于室内的潮流能发电模拟测试装置，其目的在于，将潮流能发电叶片敞水试验装置测量的不同翼型、升角、数量组合的叶片组的主轴转速，作为潮流能室内发电模拟测试装置的设计输入，通过伺服电机模拟测得的主轴转速，经过不同变比的增速器、减速器、转速测量仪的转速传递，达到永磁发电机发电的额定转速，实现电能输出，通过功率分析仪对模拟输出的电能分析。
本发明所涉及的潮流能发电室内模拟测试装置，包括伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机、功率分析仪以及槽钢安装板，槽钢安装板呈长方形条板状，所述伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机和功率分析仪通过螺栓固定在槽钢安装板上,伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机的轴心处于同一直线上；所述伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机之间通过联轴器连接，永磁发电机与功率分析仪通过输出线连接；所述安装在槽钢安装板上测试装置各部分的位置顺序为伺服电机-联轴器-增速器-联轴器-转速测量仪-联轴器-减速器-联轴器-转速测量仪-联轴器-永磁发电机-功率分析仪。
伺服电机的传动轴通过联轴器与其后端的增速器前轴轴连接，所述增速器后轴通过联轴器与转速测量仪前轴轴连接，所述转速测量仪后轴通过联轴器与减速器前轴轴连接，所述减速器后轴通过联轴器与转速测量仪前轴轴连接，所述转速测量仪后轴通过联轴器与永磁发电机的轴进行轴连接。
永磁发电机的电能输出线与功率分析仪连接，输出电能可通过功率分析仪测试。伺服电机模拟潮流能发电叶片敞水试验装置测得的主轴转速，通过增速器、减速器及转速测量仪的转速增减与传递测量，经永磁发电机输出电能并通过功率分析仪测量分析，实现测试装置模拟发电与测试功能。伺服电机驱动后端增速器增速至一定计算转速并通过减速器减速至永磁发电机额定转数范围进行发电，增速器和减速器变比的选定应根据不同翼型、升角、数量叶片组成的叶轮组经潮流能发电叶片敞水试验装置的测试转数确定。测试装置的增速器、减速器后端各设置一个转速测量仪，转速测量仪的作用是实时监测主轴增减速后的转速，确保永磁发电机发电安全。永磁发电机输出的电能通过电能输出线进入功率分析仪，实现电能质量分析。
伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、转速测量仪、永磁发电机通过螺栓固定在槽钢安装板上。
伺服电机，模拟由潮流驱动叶轮转动的潮流能发电敞水试验装置测得的主轴转速，通过联轴器与增速器轴连接，带动后端增速器、减速器、转速测量仪转动。
联轴器，多个联轴器分别用于伺服电机与增速器、增速器与转速测量仪、转速测量仪与减速器、减速器与转速测量仪、转速测量仪与永磁发电机的轴连接。
增速器，适用于不同转速的增速，是将初始转速调节增速至减速器减速前永磁发电机的额定转速，输出电能。增速器变速比依据潮流能发电叶片敞水试验装置测得的主轴转速计算综合选定。
转速测量仪，测量经增速器增速后的主轴转速。
减速器，试用于不同转速的减速，其主要作用是将主轴增速后的转速减速至永磁发电机额定转速，使永磁发电机正常输出电能。减速器的变比依据潮流能发电敞水试验装置测得的主轴转速计算综合选定。
转速测量仪，测量经减速器减速后的主轴转速。
永磁发电机，主轴的转动带动永磁发电机，输出电能。
电能输出线，将永磁发电机输出的电能至功率分析仪。
功率分析仪，分析永磁发电机输出电能的质量。
本发明涉及的潮流能发电室内模拟测试装置,连接潮流能发电叶片敞水试验装置，以潮流能发电叶片敞水试验装置测量的主轴转速为基础，通过室内模拟测试装置进行转速模拟和发电，通过增速器、减速器、转速测量仪对模拟的主轴转速进行增减速和转速测量，带动永磁发电机输出电能，通过功率分析仪对其电能分析，进一步分析不同翼型、升角、组合的叶片组成的叶轮组的发电输出的电能质量，对高获能的潮流能发电叶片的研发具有重要的指导意义。
附图说明
图1潮流能发电室内模拟测试装置
图中标记说明：
1、伺服电机 2、联轴器A
3、增速器 4、槽钢安装板
5、联轴器B 6、转速测量仪A
7、联轴器C 8、减速器
9、联轴器D 10、转速测量仪B
11、联轴器E 12、永磁发电机
13、电能输出线 14、功率分析仪
具体实施方式
结合附图对本发明的技术方案进一步说明。本发明涉及的潮流能发电室内模拟测试装置,如图1所示，伺服电机1与槽钢安装板4通过螺栓固定,联轴器A2将增速器3和伺服电机轴连接，增速器3通过螺栓固定在槽钢安装板4上，增速器3后端通过联轴器B5与转速测量仪A6进行轴连接，转速测量仪A6通过螺栓固定在槽钢安装板4上，转速测量仪A6与减速器8通过联轴器C7轴连接，减速器8通过螺栓固定在槽钢安装板4上，减速器8后端通过联轴器D9与转速测量仪B10轴连接，转速测量仪B10通过螺栓固定在槽钢安装板4上，转速测量仪10通过联轴器11与永磁发电机12轴连接，永磁发电机12上的电能输出线13与功率分析仪14连接进行电能质量评估。

Claims (2)

1.一种潮流能发电室内模拟测试装置，其特征在于：包括伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机、功率分析仪以及槽钢安装板，槽钢安装板呈长方形条板状，所述伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机和功率分析仪通过螺栓固定在槽钢安装板上,伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机的轴心处于同一直线上；所述伺服电机、增速器、转速测量仪、减速器、永磁发电机之间通过联轴器连接，永磁发电机与功率分析仪通过输出线连接；安装在所述槽钢安装板上测试装置各部分的位置顺序为伺服电机-联轴器-增速器-联轴器-转速测量仪-联轴器-减速器-联轴器-转速测量仪-联轴器-永磁发电机-功率分析仪；
所述增速器的变速比依据潮流能发电叶片敞水试验装置测得的主轴转速计算综合选定。
2.根据权利要求1所述的潮流能发电室内模拟测试装置，其特征在于：所述伺服电机的传动轴通过联轴器与其后端的增速器前轴轴连接，所述增速器后轴通过联轴器与转速测量仪前轴轴连接，所述转速测量仪后轴通过联轴器与减速器前轴轴连接，所述减速器后轴通过联轴器与转速测量仪前轴轴连接，所述转速测量仪后轴通过联轴器与永磁发电机的轴进行轴连接。
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