[发明专利]一种风力发电机组偏航系统关键参数测试方法

权利要求书

1.一种风力发电机组偏航系统关键参数测试方法，所述偏航系统包括偏航驱动、偏航支座、偏航轴承、偏航制动器，所述偏航驱动由偏航电机和偏航减速机组成；其特征在于：首先，在偏航减速机的输出端外壳粘贴应变片，将信号接入多通道应变采集仪，以监控偏航驱动的实际输出扭矩，然后利用数显力矩扳手对偏航减速机输出端的应变片进行标定，该数显力矩扳手能够直接读取偏航减速机的输入端扭矩，若数显力矩扳手受到机组空间限制，不能完整旋转一圈，则需要配置一个加载工装，该加载工装由加力杆、芯轴、平键组成，所述芯轴的一端通过平键能够与偏航减速机的输入轴连接，其另一端形成一个能够与数显力矩扳手连接的连接头，且在靠近该连接头的位置开有一个通孔，供加力杆径向穿过芯轴，通过加力杆能够带动芯轴一起转动；其中，应变片的标定方法如下：

1)将偏航电机从偏航减速机上拆下；

2)将芯轴与偏航减速机的输入轴连接，旋转加力杆，用套筒将数显力矩扳手与芯轴的连接头连接，而后松开加力杆，用数显力矩扳手保持，为了保持输入扭矩的稳定，将数显力矩扳手的手柄固定在特定位置，持续15～30s，记录数显力矩扳手和应变片电信号的稳定读数，如此每隔规定的扭矩间隔通过旋转加力杆往上加载，直到偏航电机的最大扭矩处停止，记录每挡读数；

3)按照规定的扭矩间隔逐渐放松，记录每挡数显力矩扳手读数，直至完全放松；

4)向反方向旋转加力杆进行加载，即如果步骤2)是顺时针方向旋转加力杆，则反方向为逆时针，反之亦然，重复步骤2)、3)；

5)如此重复步骤2)、3)、4)至少3次；

6)取下数显力矩扳手、加载工装，将偏航电机复位；

7)建立偏航驱动输出端的输出扭矩T_G与应变片电信号x之间的函数关系，即得到偏航驱动输出端的应变片标定关系：T_G＝f(x)，其中，T_G＝数显力矩扳手加载值×偏航减速机传动比，f(x)为T_G与电信号之间的拟合函数关系，为线性函数关系，后续测试中能够通过这个标定关系计算得到偏航驱动输出端的输出扭矩；

当完成应变片的标定后，即可进行偏航系统的关键参数测试，包括偏航驱动传递效率测试、偏航驱动不均载系数测试、偏航轴承摩擦扭矩测试、偏航制动器综合摩擦系数测试，具体情况如下：

a、偏航驱动传递效率测试

首先，在偏航减速机和偏航电机之间安装一台扭矩仪，实时监测偏航过程中偏航减速机的输入扭矩T_M和转速r，根据偏航驱动输出端的应变片反馈的扭矩T_G和偏航驱动减速机的传动比i₁，得偏航驱动的传递效率η为：

η＝T_G/(T_M×i₁)

b、偏航驱动不均载系数测试

在不偏航或偏航状态下提取多台偏航驱动输出端的应变片同一时刻反馈的扭矩，进行不均载系数的计算，按照如下公式进行：

K_i＝T_Gi×n/(T_G1+T_G2+T_G3+……+T_Gn)

其中，K_i表示第i台偏航驱动的不均载系数，T_Gi表示第i台偏航驱动的输出扭矩值，T_Gn表示第n台偏航驱动的输出扭矩值，n为偏航系统中偏航驱动的总数；

c、偏航轴承摩擦扭矩测试

测试时，将偏航制动器卸压，即制动压力为零，且机组外部风速低于切入风速，风力发电机组进行顺桨操作，完成后，只用其中一台或多台贴有应变片的偏航驱动进行偏航，根据偏航驱动输出扭矩的大小选择用于驱动的数量，如果偏航驱动输出扭矩偏小，则减少数量，其它偏航驱动的电磁抱闸松开，只进行空转，运用以下公式得到偏航轴承的摩擦扭矩与偏航驱动的输出扭矩之间的关系：

M_B＝[n_GDT_GD-n_GKT_GK]×i₂

其中，M_B为偏航轴承摩擦扭矩，n_GD为参与偏航的偏航驱动数量，T_GD为参与偏航的偏航驱动输出扭矩，n_GK为空转的偏航驱动数量；T_GK为空转的偏航驱动的阻扭矩，通过相同条件下减少参与偏航的偏航驱动数量，进行相同测试获取，或通过偏航驱动输出端的应变片读数获取；i₂为偏航驱动的小齿轮到偏航轴承的内齿圈的传动比；

d、偏航制动器综合摩擦系数测试

测试时，将偏航制动器的压力调至特定值，且机组外部风速低于切入风速，风力发电机组进行顺桨操作，完成后，只用其中一台或多台贴有应变片的偏航驱动进行偏航，根据偏航驱动输出扭矩的大小选择，如果偏航驱动输出扭矩偏小，则减少数量，其它偏航驱动的电磁抱闸松开，只进行空转，运用以下公式即可得到偏航制动器的综合摩擦系数与偏航驱动的输出扭矩之间的关系：

Mc＝[n_GDT_GD-n_GKT_GK]×i₂-M_B

f＝Mc/R/F

其中，Mc为偏航制动器的制动扭矩，f为偏航系统所有偏航制动器的综合摩擦系数，R为偏航制动器的有效制动半径；F为所有偏航制动器对制动盘产生的总的夹紧力，通过制动器在测试中的保持压力和制动器参数计算得到。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航系统关键参数测试方法，其特征在于：所述芯轴与数显力矩扳手连接的连接头为六角头。