[实用新型]一种垂直轴风力发电机扭矩测试台

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机性能测试技术领域，具体涉及一种垂直轴风力发电机扭矩测试台。

背景技术

垂直轴风力发电机一般可以分为三种基本类型：S型风车、厄式风轮及玛格努斯效应风轮。目前，对垂直轴风力发电机的设计和空气动力学研究已经进行了很多，通过数字化建模方法，垂直轴风力发电机的设计参数及整机性能都得到了大幅度优化和提高，目前主流的垂直轴风力发电机风轮均采用H型风轮。

风力发电机功率特性的测试，是为了对风力发电机的性能加以评估和调试，以满足生产厂家确定风力发电机组的功率特性要求，或者满足购买者确定风力发电机组的功率特性要求。在风力发电机的性能测试中，扭矩测试是一个重要的测试项目。

常见的水平轴风力发电机的扭矩测试台，都直接将水平的转动轴连接至扭矩传感器，以采集其扭矩转速谱进行测量，结构较为简单。但由于垂直轴风力发电机的转动轴结构与常见的水平轴风力发电机存在很大不同，难以使用普通水平轴风力发电机的扭矩测试台进行扭矩测试。同时，由于垂直轴风力发电机的垂直转动轴相比于常见的水平轴风力发电机而言要长得多，垂直转动轴的上端通过风轮连接器连接风轮，并且风轮叶片的转动方向与垂直转动轴的转动方向是同向的，使得，垂直转动轴上端的风轮连接器安装位置处产生一个单一方向的扭矩，而该扭矩是不均衡的；而且，当风速变大时，叶片的转动速度加快，使得该扭矩越来越大，同时还会引起叶片周围产生不对称气流，对叶片产生侧向推力，使得叶片的设计迎风面与叶片的实际受风面产生一定角度，进而在垂直转动轴的上端与风轮连接器的连接位置处产生不稳定的弯矩，影响测试台对垂直轴风力发电机扭矩测定的稳定性和准确性。

因此，现有技术中缺乏一种专用于进行垂直轴风力发电机的扭矩测试、且能够较好地保证测试稳定性和准确性的测试台。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种垂直轴风力发电机扭矩测试台，以提高测试台中垂直转动轴的支撑稳定性，进而帮助提高垂直轴风力发电机扭矩测试的准确性，用以解决现有技术中扭矩测试台不均衡、影响测试台对垂直轴风力发电机扭矩测定的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术手段：

一种垂直轴风力发电机扭矩测试台，包括垂直转动轴、呈90°转角传动的伞形齿轮箱、扭矩转速传感器和磁粉制动器，其中，伞形齿轮箱的输入轴和垂直转动轴竖向设置，伞形齿轮箱的输出轴、扭矩转速传感器的输入轴和输出轴以及磁粉制动器的输入轴均水平设置，且垂直转动轴与伞形齿轮箱的输入轴之间、伞形齿轮箱的输出轴与扭矩转速传感器的输入轴之间、以及扭矩转速传感器的输出轴与磁粉制动器的输入轴之间分别通过联轴器相连接；还包括用于对垂直转动轴进行支撑的支撑装置，该支撑装置包括支撑架和支撑筒；所述支撑筒呈中空贯通的圆筒状，并通过所述支撑架相对固定地竖直架设在伞形齿轮箱的上方，支撑筒的下端开口处和上端开口处分别内嵌设置有下轴承组和上轴承组；所述垂直转动轴竖向地贯穿设置在支撑筒内，垂直转动轴的下部从支撑筒下端开口穿出位置处以及垂直转动轴的上部从支撑筒上端开口穿出位置处分别与所述下轴承组的内套圈和上轴承组的内套圈过盈配合，且垂直转动轴的下端从支撑筒的下端开口穿出后通过联轴器与所述伞形齿轮箱的输入轴相连接，垂直转动轴的上端从支撑筒的上端开口穿出后通过风轮连接器与风轮相连接。

采用上述结构的垂直轴风力发电机扭矩测试台，利用伞形齿轮箱实现90°转角传动，使得垂直转动轴能够竖向设置，并且经过伞形齿轮箱改变传动方向，能够将垂直转动轴的转动扭矩传输给扭矩转速传感器，由扭矩传感器测得扭矩及转速并加以输出（例如输出至监测计算机），再通过调节磁粉制动器的电流输入的大小改变磁粉制动器的负载大小，从而调节风轮的转速及扭矩以获得连续的扭矩转速谱，便可以用于对垂直轴风力发电机进行扭矩测试，解决了现有技术中缺乏专用于进行垂直轴风力发电机的扭矩测试平台的问题。不仅如此，在上述结构的垂直轴风力发电机扭矩测试台中，支撑装置的支撑筒将垂直转动轴罩在其内，并通过支撑筒下端开口处和上端开口处分别内嵌设置的下轴承组和上轴承组对垂直转动轴的下部和上部形成支撑，而支撑筒本身通过支撑架而稳固的固定，在扭矩测试过程中所产生的弯矩均会被支撑筒和支撑架提供的支撑力所消除，提高了垂直转动轴的支撑稳定性，进而帮助提高垂直轴风力发电机扭矩测试的准确性。