一种基于海洋盐雾环境下的电刷滑环试验系统的制作方法

本实用新型属于海上风机模拟试验领域，具体涉及一种基于海洋盐雾环境下的电刷滑环试验方法。

背景技术：

海上风电具有风资源储量丰富，环境污染小，不占用耕地等优点，正逐渐成为风电开发的重点领域。随着国内风力发电机快速发展，双馈风力发电机(dfig)的装机量不断提高，但是由于dfig安装于高空，双馈风力发电机在海面以上的部分受到盐雾、海洋大气、浪花飞溅的腐蚀，防腐蚀工作复杂，维护困难，工作量大。海上风电处于强腐蚀性的海洋环境，其腐蚀防护问题正面临着巨大的挑战。据调查，滑环系统故障占双馈风力发电机总故障的20%以上。故设计高可靠、低维护的滑环系统对双馈风力发电机组具有一定的工程意义。

国内海上风机的防腐蚀工作目前没有统一的标准，海上风机的电刷滑环腐蚀试验-传统的盐雾腐蚀试验一般用于静止状态下材料的腐蚀测试，主要用于研究材料的化学抗腐蚀性能，并没有相关的电刷滑环系统性试验。

经检索发现，现有技术公开了根据各风场的实际条件，通过环境试验箱模拟用户风场的情况下进行高温试验、低温试验、高低温循环试验、高湿试验、低湿试验和高低湿循环试验，实现在不同环境温度下进行电刷接触压降测试、电刷摩擦系数测试、均流试验、磨耗试验、过流试验。其核心是通过扭矩仪实现应力筛选。

但现有技术并未考虑海上环境的模拟，盐雾浓度、盐雾调节与测试方法、盐雾试验箱浓盐雾与实际海上盐雾的时间等值关系，更没有研究海上盐雾对电刷滑环的腐蚀等问题；没能模拟电刷滑环转变化，实际风电场电机转是变化的；没有说明电刷电流的频率变化，更没有说明调节频率的方式，实际海上双馈风力发电机电流的频率是变化的模拟。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于海洋盐雾环境下的电刷滑环试验系统，以解决现有技术中存在的电刷滑环腐蚀试验没有考虑工作状态下的海洋盐雾环境腐蚀的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于海洋盐雾环境下的电刷滑环试验系统，其特征在于，包括盐雾试验箱；所述盐雾试验箱内设置有喷雾塔，所述喷雾塔用于将盐雾喷至工作中的电刷滑环系统；所述盐雾试验箱外设置有异步电机、空气压缩机；所述异步电机与设置在盐雾试验箱内的电刷滑环系统连接；所述空气压缩机与喷雾塔电连，所述空气压缩机用于给喷雾塔中的盐雾提供压力。

进一步的，所述系统还包括振动传感器、电压传感器、电流传感器和上位机；所述振动传感器用于将电刷滑环系统的振动信号上传至上位机；所述电压传感器和电流传感器用于将电压、电流信号传至上位机。

进一步的，所述系统还包括依次电连的电网、总开关和调压器；所述调压器与电刷滑环系统电连。

进一步的，所述异步电机依次电连接调频器和总空气开关；所述总空气开关同时电连接总开关。

进一步的，所述盐雾试验箱内还设置有可调支撑系统；所述可调支撑系统用于支撑电刷滑环系统；所述盐雾试验箱外还设置有可调支撑铁登；所述异步电机安装在可调支撑铁登上。

进一步的，所述异步电机上安装有联轴器；所述联轴器与所述电刷滑环系统连接。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

本实用新型根据电刷滑环所处的海洋环境，模拟室内加速腐蚀试验，监测电刷滑环系统在海洋盐雾环境下的故障情况，有助于设计高可靠性、低维护的双馈风力发电机滑环系统。

附图说明

图1为海洋盐雾环境下的电刷滑环试验系统的试验图。

附图标记：1-电网；2-总开关；3-调压器；4-电压传感器；5-电流传感器；6-喷雾塔；7-盐雾试验箱；8-空气压缩机；9-可调支撑系统；10-电刷滑环系统；11-联轴器；12-可调支撑铁登；13-异步电机；14-总空气开关；15-调频器；16-振动传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种基于海洋盐雾环境下的电刷滑环试验系统，包括盐雾试验箱7；盐雾试验箱7内设置有喷雾塔6，喷雾塔6用于将盐雾喷至工作中的电刷滑环系统10；盐雾试验箱7外设置有异步电机13、空气压缩机8，空气压缩机8用于给喷雾塔6中的盐雾提供压力；异步电机13设置在盐雾试验箱7的外部并与电刷滑环系统10连接；空气压缩机8与喷雾塔6电连。

用盐雾试验箱7模拟海环境对电刷的腐蚀作用。为了实现喷雾塔6的喷雾，外接空气压缩机8，调节适当压力，实现喷雾塔8喷雾。

空气压缩机8向盐雾试验箱7提供压力，经盐雾试验箱7加热雾化之后，盐雾由喷雾塔8喷出，实现盐雾试验的工作环境。

为了检测电刷滑环系统10的故障情况，在碳刷进线上连接电压传感器4、电流传感器5、在刷架上安装振动传感器16，实时检测碳刷的电压电流信号、振动信号。电压传感器4、电流传感器5、振动传感器16分别与上位机电连，并将振动信号、电压、电流信号传至上位机。

为了使实验工况接近海上电机的实际情况，由电网1，经调压器3实现盐雾试验箱7内的电刷滑环系统10的带电运行，通过调压器3，实现电刷滑环系统10在不同电流下的运行。电网1之间设置有总开关2

电力系统包括强电和弱电部分，强电部分主要包括大电网、调压器3以及变频器，用于实现电刷滑环系统10的供电运行；弱电部分主要包括电压传感器4、电流传感器5以及振动传感器16，用于实现检测电刷滑环系统10运行电压、电流以及振动信号，用于实现电刷滑环系统10的故障检测。

通过变频电源给电刷滑环系统10供电，不但模拟实际海上风力发电机电刷滑环系统10中电流大小的变化，而且还模拟电流频率的变化。通过异步电机13驱动电刷滑环系统10的滑环转动，并通过变频器给异步电机13供电，实现异步电机13转速的调节，从而模拟海上风电场双馈电机电刷转速的变化。

异步电机13依次电连接调频器15和总空气开关14；总空气开关14同时电连接总开关2。为了使实验工况接近海上电机的实际情况，经过调频器15调节异步机13的转速，异步机经13由联轴器11带动滑环转动，实现电刷滑环系统10不同转速下的运行。

盐雾试验箱7中还设置有可调支撑系统12；可调支撑系统12用于支撑电刷滑环系统10；盐雾试验箱外7还设置有可调支撑铁登12；异步电机13安装在可调支撑铁登12上，定制一定高度的可调支撑系统9和可调支撑铁登12，用于固定、支撑异步电机13以及电刷滑环系统10，并实现高度可调。

将试件电刷滑环系统10置于盐雾试验箱7中，在盐雾试验箱外7通过设置异步电机13，通过可调连接系统将异步电机13与电刷滑环系统10的滑环相连，实现电刷在盐雾环境中转动，模拟海上风电动态运行环境。

海洋盐雾环境下的电刷滑环试验系统，电网1经由总开关2，通过调压器3，给电刷滑环系统10通电，通过调节调压器3可以实现碳刷在不同电流密度下的运行。

电刷滑环系统10置于盐雾试验箱7内，通过空气压缩机8提供的压力，盐雾经由喷雾塔6喷出，作用于电刷滑环系统10，实现模拟电刷滑环在海洋环境下的工作环境。

电刷滑环系统10在盐雾环境里故障较多，经由振动传感器16、电压传感器4以及电流传感器5，将电刷滑环系统10的振动信号以及施加在电刷上的电压、电流信号传至上位机，对异常情况进行检测，确保系统正常运行。

电刷滑环系统10较重，经由可调支撑系统9通过轴承连接，三脚架固定在盐雾试验箱7臂上，实现电刷滑环系统10的支撑，减小电刷滑环系统10的震动。

异步电机13用来带动滑环的转动，经由联轴器11和滑环系统10连接在一起，经由调频器14可以调节电机13的转速。可调支撑平台12用来支撑异步电机，应该将其固定在地上，确保异步电机13牢靠固定。

盐雾经由盐雾塔6喷出，作用于带电并且转动的电刷滑环系统10上，实现海洋盐雾环境下电刷滑环系统试验方法。

本实用新型将电刷滑环系统置于盐雾试验箱中，使用三相电动机带动滑环旋转，并通入电刷滑环额定电流，以此观察电刷滑环在盐雾环境中的相关变化特征。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应该本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。