[发明专利]一种用于风力发电机组齿轮箱应力测试系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于风力发电机组齿轮箱应力测试系统和方法,系统包括信号测试模块、数据采集设备和模拟装置：信号测试模块设置在齿轮箱内，用于测试齿轮箱内部的温度和齿轮的应变；数据采集设备设置在齿轮箱外，与信号测试模块通讯连接，用于接收信号测试模块输出的温度和应变信号；模拟装置包括外壳、温度监控调节模块和补偿模块，外壳位于齿轮箱外，温度监控调节模块与数据采集设备之间能进行温度信号的传输，所述补偿模块能根据所述温度监控调节模块接受的信息进行应变补偿；系统采用信号测试模块、数据采集设备和模拟装置进行模拟测试，可直观的检测出齿轮箱齿轮的应变情况，从而提高齿轮箱内齿轮齿向和齿间应力测试的精度。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种用于风力发电机组齿轮箱应力测试系统。

背景技术

风力发电机组是由风能转换为机械能，再由机械能转化为电能的一种装置，主要由风轮系统、传动链系统(包含齿轮箱)、机舱系统和塔筒系统组成。

根据标准《GB/Z 25458-2010》要求，风力发电机组必须获得机组型式认证才能投入运行使用，而获得机组型式认证的前提必须获得叶片、齿轮箱、发电机等重要零部件的部件认证。因此机组的不同齿轮箱型号都需要进行齿轮箱部件认证。

齿轮箱部件认证一般在实验室内进行测量，为节约成本齿轮箱内部结构紧凑，内部结构单元大部分都处于受力状态，以及考虑室内、风场策略的便捷性，齿轮箱厂家往往只在外齿圈根部贴一个电阻片即采用惠斯通1/4电桥法进行齿轮齿间应力、齿向应力的测量。但这种方式往往会引起较大的测量误差，原因在于随着齿轮箱内部行星轮的旋转其内部会有温度升高的现象，即使风电机组采用油冷却的方式将齿轮箱内部温度控制在一个相对稳定的水平，齿轮箱内部温度变化引起的电阻片变形仍然不能消除，从而使得电阻片的变形由齿轮的受力变形和温度引起的变形叠加组成，则会导致电阻片的变形量变大，进而会引发较大的测量误差。

发明内容

基于此，有必要针对现有齿轮箱部件认证方法，齿轮箱内部温度变形引起电阻片变形，导致引发较大的测量误差的问题，提供一种用于风力发电机组齿轮箱应力测试系统。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于风力发电机组齿轮箱应力测试系统，包括：

信号测试模块，设置在齿轮箱内，用于测试齿轮箱内部的温度和齿轮的应变；

数据采集设备，设置在齿轮箱外，与信号测试模块通讯连接，用于接收所述信号测试模块输出的温度和应变信号；及

模拟装置，包括外壳、温度监控调节模块和补偿模块，所述外壳位于齿轮箱外，所述温度监控调节模块和补偿模块设置在所述外壳内，所述温度监控调节模块与所述数据采集设备之间能进行温度信号传输，并能监控所述外壳内的温度和进行温差补偿；所述补偿模块能根据所述温度监控调节模块接受的信息进行应变补偿，且所述补偿模块输出的应变补偿信号能传递给所述数据采集设备。

进一步地，所述温度监控调节模块包括温度监控模块和温度调节模块，所述温度监控模块与所述数据采集设备通讯连接，用于监控所述外壳内的温度，所述温度调节模块用于根据温度监控模块的监控结果调节所述外壳内的温度，使所述外壳内的温度与齿轮箱内的温度一致。

进一步地，所所述补偿模块包括应变片粘贴块和温度补偿应变片，所述应变片粘贴块通过支架设置在所述外壳内，且所述应变片粘贴块的材质与所述齿轮箱外齿圈材质一致，所述温度补偿应变片置于所述应变片粘贴块上方，所述温度补偿应变片能根据所述外壳内的温度进行相应变形，且所述温度补偿应变片能将应变补偿信号能传递给所述数据采集设备。

进一步地，还包括工控机，所述工控机用于接收所述数据采集设备发出的温度和应变信号。

进一步地，所述工控机还包括显示器，所述显示器用于显示所述工控机发出的应变和温度信号。

一种用于风力发电机组齿轮箱应力测试方法，包括：