风力发电机的测试工装和测试风力发电机的被测件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电机组辅助测试装置领域，尤其涉及一种风力发电机的测试工装和测试风力发电机的被测件的方法。
【背景技术】
[0002]随着风力发电技术的普及，需要风力发电机能够适应较为复杂的工作环境。风力发电机的结构复杂，其振动问题多是由于多部件的耦合作用，而对于耦合动力学特性的验证是整机耦合振动力理论分析的前提条件，因此需要建立准确的结构动力学模型。
[0003]当前建立的模型简化程度较大，为了获取较为准确的动态特性信息，需要对结构本身的模态(即固有特性)进行测试，以验证和修改模型，进而支持风力发电机组现场振动现象原因分析，以及为风力发电机的静强度校核提供符合实际工作状态的模拟计算结果。
[0004]在大型风力发电机的模态测试方面，需要将风力发电机拆卸后测试其子部件。其中，对风力发电机组部件的模态测试以自由模态测试为最佳。现有的测试工装只适用于小型结构的自由模态测试分析，而对风力发电机的子部件等大型结构还没有提出理想的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种风力发电机的测试工装和测试风力发电机的被测件的方法，以解决风力发电机的子部件不能进行自由模态测试的问题。
[0006]为达上述目的，本发明提供一种风力发电机的测试工装，其包括多个支撑减振机构，支撑减振机构包括:支座组件;减振机构，减振机构可拆卸地设置在支座组件上;过渡板，过渡板可拆卸地设置在减振机构上;过渡板上设置有多个分别与被测件上的法兰孔适配的定位孔。
[0007]进一步地，减振机构包括空气弹簧。
[0008]进一步地，空气弹簧采用双节设计，包括上闷板、气囊和下闷板，上闷板和下闷板以及气囊形成密闭容腔，气囊中部围有腰环。
[0009]进一步地，在上闷板和下闷板之间设有多个限位柱，多个限位柱均匀地设置在气囊的外周。
[0010]进一步地，在空气弹簧的下闷板上设有多个腰形通孔，支座组件顶部设置有多个分别与腰形通孔对应的螺栓孔。
[0011]进一步地，过渡板包括底板以及固定在其上的衬板，衬板上设置有定位孔。
[0012]进一步地，多个过渡板中的衬板为弧形。
[0013]进一步地，该衬板的纵向截面与底板形成T型，并且衬板的两侧设置有至少一组支撑护翼。
[0014]进一步地，支座组件包括基座，或者支座组件包括垫座和设置在其上的基座。
[0015]进一步地，支撑减振机构还包括地托，支座组件固定在地托上，地托上设置有T型槽结构。
[0016]根据本发明的另一方面，本发明还提供一种使用上述测试工装测试风力发电机的被测件的方法，方法包括:准备步骤:分别将多个过渡板均匀布置并固定在被测件上，分别将相同多个减振机构吊放到相同多个支座组件上并与支座组件固定;结合步骤:将被测件吊放到减振机构上;固定步骤:将被测件与多个减振机构固定，以进行模态测试。
[0017]进一步地，支撑减振机构还包括地托，准备步骤还包括:将多个支座组件固定到地托上。
[0018]进一步地，方法还包括:调节多个减振机构的刚度和频率，并且将被测件调整到水平位置，以进行模态测试。
[0019]进一步地，在减振机构上设有多个腰形通孔，支座组件顶部设有多个分别与腰形通孔对应的螺栓孔，准备步骤还包括:通过调整腰形通孔将其与螺栓孔对准，并且使用螺栓将多个减振机构与支座组件固定。
[0020]进一步地，被测件是风力发电机的定子，支撑减振机构的个数为四个，准备步骤还包括:分别将四个过渡板固定在四个减振机构上，分别将四个减振机构吊放到四个支座组件上并与支座组件固定;结合步骤包括:将定子吊放到多个支撑减振机构上，其中，使四个过渡板上的定位孔与定子上的法兰孔对应。
[0021]进一步地，被测件是风力发电机的转子，支撑减振机构的个数为六个，准备步骤还包括:将转子与风力发电机的连接件拆下，分别将六个过渡板固定在六个减振机构上，分别将六个减振机构吊放到六个支座组件上并与支座组件固定;结合步骤还包括:将转子吊放到六个支撑减振机构上，其中，使过渡板上的定位孔分别与转子上的法兰孔对应;固定步骤还包括:将连接件与转子连接。
[0022 ]本发明实施例提供的风力发电机的测试工装和测试风力发电机的被测件的方法，通过将被测件连接在多个支撑减振机构上，能够有效地模拟出被测件的自由支撑状态，进而完成对被测件的自由模态测试，以为风力发电机的优化设计和动力学仿真技术提供良好的数据支持。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例的风力发电机的测试工装的结构示意图；
[0024]图2为图1中单个支撑减振机构的结构示意图；
[0025]图3为图1中单个支撑减振机构的另一种结构示意图；
[0026]图4为本发明实施例的测试风力发电机的被测件的方法的流程图；
[0027]图5为本发明实施例的风力发电机的测试工装的工作状态示意图。
[0028]附图标记说明:
[0029]10、支座组件；11、垫座；12、基座；20、减振机构；21、空气弹簧;22、上闷板;23、气囊;24、下闷板;25、腰环;26、限位柱;27、腰形通孔;30、过渡板;31、定位孔;32、底板;33、衬板;34、支撑护翼;40、地托;50、被测件。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明实施例的风力发电机的测试工装以及测试方法进行详细描述。
[0031 ] 实施例一
[0032]图1本发明实施例的风力发电机的测试工装的结构示意图。该测试装置可用于对风力发电机的子部件进行自由模态测试，尤其适用于对例如风力发电机的定子或转子等大型部件进行自由模态测试。当然，该测试装置还可以用于对其他应用场景中的大型结构进行自由模态测试。
[0033]如图1?图2所示，该测试工装包括多个支撑减振机构，每个支撑减振机构均包括支座组件10、减振机构20以及过渡板30，其中，减振机构20可拆卸地设置在支座组件10上，过渡板30可拆卸地设置在减振机构20上，并且过渡板30上设置有多个分别与被测件上的法兰孔适配的定位孔31。
[0034]具体地，被测件可以通过与多个过渡板30连接设置在多个减振机构20之上，而减振机构20连接在支座组件10之上，因此，支座组件10用于支撑整个支撑减振机构以及被测件的重力。由于被测件可能为重力较大的大型结构，支座组件10需要通过辅助装置固定设置在地面或特定的工作台上。被测件与过渡板30的具体连接方式，可以为通过螺栓将被测件上的法兰孔与定位孔31连接，来使被测件与过渡板30紧固连接。同时，该螺栓连接的方式还可以方便快捷地将被测件从过渡板30拆卸掉。定位孔31优选为沉头孔，以使用于连接的螺栓不会影响到被测件的装配。当然，在其他实施例中，被测件与过渡板30也可以采用其他可拆卸的连接方式，例如通过吊钉、卡槽、搭扣等连接方式将被测件与过渡板30可拆卸地连接。
[0035]被测件被连接在多个支撑减振机构之后，由于减振机构20的存在，被测件相当于被自由地支撑在多个支撑减振机构之上。通过力锤或激振器等装置激励被测件，就可以对被测件进行自由模态测试。其中，被测件包括风力发电机的定子或转子，定子和转子作为风力发电机的重要部件，通过上述该测试工装对其进行自由模态测试分析，能够为风力发电机的设计优化提供良好的数据支持。
[0036]下面对本发明的实施例的风力发电机的测试工装的主要部件以及相关结构进行详细说明。
[0037]1、减振机构20的设计
[0038]本实施例中，减振机构20包括空气弹簧21，其具有较理想的非线性弹性特性，变化速度相对缓慢、动态力变化不大，且具有角度自动补偿功能，可以使支撑减振机构更自由地支撑被测件。例如，可以通过空气弹簧21配置的调平系统调节冲入气压的大小，将其支持刚度或频率调节到预设目标值(该预设目标值可以由被测件的具体结构等数据决定)，以模拟被测件的自由支撑状态，进而提高其自由模态测试的准确度。再者，空气弹簧21与其他连接件的连接较为方便，即使有外力的作用，空气弹簧21也能够稳定地支撑被测件。
[0039]具体地，空气弹簧21采用双节设计，其包括上闷板22、气囊23和下闷板24。上闷板22和下闷板24以及气囊23形成密闭容腔，空气弹簧21通过下闷板24设置在支座组件10之上，通过上闷板22支撑设置在其上的过渡板30和被测件。气囊23中间部分围有腰环25，用于限制其径向扩张，并防止上下两节之间相互摩擦。腰环25优选为由刚性材料制成，例如钢制腰环。
[0040]在上闷板22和下闷板24之间可设置有多个限位柱26。多个限位柱26纵向设置在上闷板22和下闷板24之间，并均匀地分布在气囊23的外周，用于支撑上闷板22和连接在其上的被测件，以及限定气囊23的横向移动。通过