專利名稱：大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大功率齒輪箱試驗(yàn)技術(shù)，尤其涉及一種大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著新能源問題日益成為人類關(guān)注的焦點(diǎn)，新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展也越來(lái)越快，目前世界各大整機(jī)廠商大多都有5MW以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的零部件的測(cè)試是提高機(jī)組整體運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵，齒輪箱又由于其需要3倍加載試驗(yàn)成為整個(gè)風(fēng)電行業(yè)零部件測(cè)試的難點(diǎn)。風(fēng)電齒輪箱的試驗(yàn)臺(tái)分為兩種，機(jī)械功率流試驗(yàn)臺(tái)和電氣功率流試驗(yàn)臺(tái)。機(jī)械功率流方案由于部分機(jī)械部件對(duì)轉(zhuǎn)速和扭矩要求較高難以加工，大功率齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)較少采用此方案。現(xiàn)在采用較多的是電氣功率流方案。齒輪箱電氣對(duì)拖的試驗(yàn)方式，是由高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)兩組齒輪箱，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能返回電網(wǎng)。電氣功率流方案最大的缺點(diǎn)是在齒輪箱做2-3倍額定功率的型式試驗(yàn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端共需要4-6倍齒輪箱額定功率的變頻器。以5MW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱為例，3倍加載的型式試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端共需要大約30MVA的變頻器容量，如此大容量變頻器只有采用中高壓方案，耗資巨大。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的第一電機(jī)、第一齒輪箱、第二齒輪箱和第二電機(jī)；所述第一電機(jī)的另一端還串聯(lián)有第一整流_逆變模塊，所述第二電機(jī)的另一端還串聯(lián)有第二整流_逆變模塊，所述第一整流_逆變模塊和所述第二整流_逆變模塊通過(guò)直流母排串聯(lián)；還包括，通過(guò)變壓器與電網(wǎng)連接的整流模塊，所述整流模塊的輸出端與所述直流母排連接。如上所述的大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，其中所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)均是同時(shí)具有電動(dòng)和發(fā)電功能的一體機(jī)。本實(shí)用新型提供的大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端的直流母排串聯(lián)，使發(fā)電端發(fā)出的電能通過(guò)直流母排回饋到電動(dòng)端，大部分的電能在試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)； 并且改進(jìn)了試驗(yàn)系統(tǒng)大容量變頻器的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端共用一個(gè)整流模塊，通過(guò)該整流模塊從電網(wǎng)中汲取電能補(bǔ)償試驗(yàn)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的約為驅(qū)動(dòng)端電機(jī)功率30%的損耗，可以縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的變頻器容量，從而縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的成本、增加齒輪箱的試驗(yàn)項(xiàng)目、提高齒輪箱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、提升被試齒輪箱的運(yùn)行可靠性。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例
3或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型所述大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。圖1為本實(shí)用新型所述大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖，如圖1所示，該試驗(yàn)系統(tǒng)包括第一電機(jī)1、第一齒輪箱2、第二齒輪箱3、第二電機(jī)4、第一整流-逆變模塊5、第二整流_逆變模塊6和整流模塊7。其中，各組成部分的連接關(guān)系如下第一電機(jī)1、第一齒輪箱2、第二齒輪箱3和第二電機(jī)4依次串聯(lián)；第一電機(jī)1的另一端串聯(lián)第一整流_逆變模塊5，第二電機(jī)的另一端串聯(lián)第二整流-逆變模塊6，第一整流_逆變模塊5和第二整流-逆變模塊6通過(guò)直流母排10串聯(lián)；整流模塊7通過(guò)變壓器8 與電網(wǎng)9連接，整流模塊7的輸出端與直流母排10連接，系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端可以共用整流模塊7 ；第一整流-逆變模塊5、第二整流-逆變模塊6和整流模塊7構(gòu)成變頻器。其中，第一電機(jī)1和第二電機(jī)4均是同時(shí)具有電動(dòng)和發(fā)電功能的一體機(jī)。第一電機(jī)1和第二電機(jī)4均既可以工作在發(fā)電狀態(tài)又可以工作在電動(dòng)狀態(tài)。第一齒輪箱2或第二齒輪箱3在被試和陪試狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，第一電機(jī)1和第二電機(jī)4相應(yīng)地在發(fā)電和電動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，即第一齒輪箱2工作在陪試狀態(tài)，第二齒輪箱3工作在被試狀態(tài)時(shí)，第一電機(jī) 1工作在電動(dòng)狀態(tài)，第二電機(jī)4工作在發(fā)電狀態(tài)；反之，第一齒輪箱2工作在被試狀態(tài)，第二齒輪箱3工作在陪試狀態(tài)時(shí)，第一電機(jī)1工作在發(fā)電狀態(tài)，第二電機(jī)4工作在電動(dòng)狀態(tài)。以下以第一電機(jī)1工作在電動(dòng)狀態(tài)下時(shí)為例說(shuō)明大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理。整流模塊7將從電網(wǎng)9汲取的交流電轉(zhuǎn)變成直流電；第一整流_逆變模塊5將直流電轉(zhuǎn)變成交流電；第一電機(jī)1在交流電的驅(qū)動(dòng)下作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)第一齒輪箱2和第二齒輪箱3轉(zhuǎn)動(dòng)；在第一電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)第一齒輪箱2和第二齒輪箱3帶動(dòng)第二電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速；第二電機(jī)4此時(shí)作為發(fā)電機(jī)，工作后將產(chǎn)生交流電并發(fā)送給第二整流_逆變模塊6 ；第二整流-逆變模塊6將第二電機(jī)4發(fā)送的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，并通過(guò)直流母排10發(fā)送給第一整流_逆變模塊5 ；第一整流-逆變模塊5將第二整流-逆變模塊6輸出的直流電轉(zhuǎn)變成交流電并回饋到第一電機(jī)1。如此，大部分的電能在試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的約為驅(qū)動(dòng)端電機(jī)功率的30%的損耗，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端共用的整流模塊7從電網(wǎng)9中汲取的電能進(jìn)行補(bǔ)償。以下以5MW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明對(duì)齒輪箱進(jìn)行3倍加載(15MW)的型式試驗(yàn)時(shí)，若采用現(xiàn)有技術(shù)的方案，所需要的變頻器容量約為60麗，若采用本實(shí)用新型的方案，所需要的變頻器容量約為36麗，即本實(shí)
4用新型的方案可以縮減約為40%的變頻器容量。變頻器容量的縮減可以縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的成本、增加齒輪箱的試驗(yàn)項(xiàng)目、提高齒輪箱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、提升被試齒輪箱的運(yùn)行可靠性。本實(shí)用新型提供的大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端的直流母排串聯(lián)，使發(fā)電端發(fā)出的電能通過(guò)直流母排回饋到電動(dòng)端，大部分的電能在試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)； 并且改進(jìn)了試驗(yàn)系統(tǒng)大容量變頻器的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端共用一個(gè)整流模塊，通過(guò)該整流模塊從電網(wǎng)中汲取電能補(bǔ)償試驗(yàn)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的約為驅(qū)動(dòng)端電機(jī)功率的30%的損耗，可以縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的變頻器容量，從而縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的成本、增加齒輪箱的試驗(yàn)項(xiàng)目、 提高齒輪箱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、提升被試齒輪箱的運(yùn)行可靠性。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解 其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次串聯(lián)的第一電機(jī)(1)、第一齒輪箱(2)、第二齒輪箱(3)和第二電機(jī)(4)；所述第一電機(jī)(1)的另一端還串聯(lián)有第一整流-逆變模塊(5)，所述第二電機(jī)(4)的另一端還串聯(lián)有第二整流-逆變模塊(6)，所述第一整流-逆變模塊(5)和所述第二整流-逆變模塊(6) 通過(guò)直流母排(10)串聯(lián)；還包括，通過(guò)變壓器(8)與電網(wǎng)(9)連接的整流模塊(7)，所述整流模塊(7)的輸出端與所述直流母排(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(jī)(1)和所述第二電機(jī)(4)均是同時(shí)具有電動(dòng)和發(fā)電功能的一體機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的第一電機(jī)、第一齒輪箱、第二齒輪箱和第二電機(jī)；所述第一電機(jī)的另一端還串聯(lián)有第一整流-逆變模塊，所述第二電機(jī)的另一端還串聯(lián)有第二整流-逆變模塊，所述第一整流-逆變模塊和所述第二整流-逆變模塊通過(guò)直流母排串聯(lián)；還包括，通過(guò)變壓器與電網(wǎng)連接的整流模塊，所述整流模塊的輸出端與所述直流母排連接。本實(shí)用新型提供的大功率齒輪箱試驗(yàn)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)端和發(fā)電端共用整流模塊，可以縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的變頻器容量，從而縮減整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202075349SQ20112003416
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
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