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CN107288826B - 一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱 - Google Patents

一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱 Download PDF

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CN107288826B CN201710554961.0A CN201710554961A CN107288826B CN 107288826 B CN107288826 B CN 107288826B CN 201710554961 A CN201710554961 A CN 201710554961A CN 107288826 B CN107288826 B CN 107288826B
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Abstract

本发明公开了一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，包括设置在地面的风琴式可伸缩的环境舱，环境舱两端设置有舱门，环境舱内设置有风琴式可伸缩的模拟机舱，环境舱与模拟机舱之间的形成的混风室，模拟机舱内设置有空冷器，空冷器与模拟机舱出风通道连接，环境舱两侧设置有与混风室的连通的进风风机，环境舱的顶部设置有通过排风通道与混风室的连通的出风风机，排风通道延伸至模拟机舱出风通道的出风口处。本发明为独创的模拟风机工作环境的测试空气冷却器的试验技术，测试环境舱温度可任意调节，调节方便，调节温度稳定、波动小，调节温度的同时内外的压力保持平衡；安装方便快速，试验产品的也吊装方便。

Description

一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱
技术领域
本发明涉及风力发电机组的齿轮箱润滑冷却性能测试技术领域，具体涉及一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱。
背景技术
风力发电机组齿轮箱、发电机、变频器运行时产生大量的热量需要冷却系统对其冷却保证发电机组正常运转；
机舱环境温度较高是多数风力发电机组在运行时遇到的问题，从我国风电发展过程来看，机舱环境温度高造成空冷器的冷却功率达不到要求，常常造成风力发电机限功率不能满发造成损失。
由于大多数冷却器安装于机舱内部，机舱内部环境对冷却系统的性能影响较大，而现阶段冷却器没有将冷却器按照真实的机舱安装设计进风和出风阻力，造成测试工作散热功率小于实际功率；
本装置能模拟机舱内冷却器工作时大风量流动的情况下，机舱内部真实的工作环境温度，而且在各种需要的测试高温下的温度稳定，同时，按真实机舱1:1尺寸设计冷却器出口流道，伸缩的机舱可以模拟调节进口阻力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱。用于仿真模拟风力发电的机舱，能提供恒定温度的大流量进风，仿真的进出流。
本发明通过以下技术方案实现：
一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，包括设置在地面的风琴式可伸缩的环境舱，环境舱两端设置有舱门，环境舱内设置有风琴式可伸缩的模拟机舱，环境舱与模拟机舱之间的形成的混风室，模拟机舱内设置有空冷器，空冷器与设置在模拟机舱上的与待模拟风机出风通道等比例大小的模拟机舱出风通道连接，环境舱两侧设置有与混风室的连通的进风风机，环境舱的顶部设置有通过排风通道与混风室的连通的出风风机，排风通道延伸至模拟机舱出风通道的出风口处。
如上所述的进风风机通过进风通道与混风室连通，进风通道上设置有控制进风通道通断的百叶窗，排风通道上设置有控制排风通道通断的百叶窗。
如上所述的环境舱和模拟机舱的底部均设置有滑轮，模拟机舱的底面敞开。
如上所述的模拟机舱出风通道和排风通道均为两个。
如上所述的进风风机的进风量和出风风机的排风量相同，且进风风机的进风量和出风风机的排风量均大于空冷器的出风量。
本发明较现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明为独创的模拟风机工作环境的测试空气冷却器的试验技术，现有的产品只能在温度随机的环境中测试，；
2、本发明的测试环境舱温度可任意调节，调节方便，调节温度稳定、波动小，调节温度的同时内外的压力保持平衡；
3、本发明的模拟环境试验仓伸缩安装方便快速，试验产品的也吊装方便。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的俯视图。
图中：1-环境舱；2-模拟机舱；3-空冷器；4-模拟机舱出风通道；5-进风风机；6-出风风机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1～3所示，一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，包括设置在地面的风琴式可伸缩的环境舱1，环境舱1两端设置有舱门，环境舱1内设置有风琴式可伸缩的模拟机舱2，环境舱1与模拟机舱2之间的形成的混风室，模拟机舱2内设置有空冷器3，空冷器3与设置在模拟机舱2上的与待模拟风机出风通道等比例大小的模拟机舱出风通道4连接，环境舱1两侧设置有与混风室的连通的进风风机5，环境舱1的顶部设置有通过排风通道与混风室的连通的出风风机6，排风通道延伸至模拟机舱出风通道4的出风口处。
优选的，进风风机5通过进风通道与混风室连通，进风通道上设置有控制进风通道通断的百叶窗，排风通道上设置有控制排风通道通断的百叶窗。
优选的，环境舱1和模拟机舱2的底部均设置有滑轮，模拟机舱2的底面敞开。
优选的，模拟机舱出风通道4和排风通道均为两个。
优选的，进风风机5的进风量和出风风机6的排风量相同，且进风风机5的进风量和出风风机6的排风量均大于空冷器3的出风量。
本装置工作原理：
本装置工作前，拉动展开风琴式可伸缩的环境舱1至如图1状态，将环境舱1的舱门关闭，舱门可以采用篷布，成一个完整的封闭舱体，安装在环境舱1内的风琴式可伸缩的模拟机舱2也拉动展开到最大如图1状态，但模拟舱2底面敞开；
开始空冷器实验工作时，关闭进风风机5及进风通道上的百叶窗，关闭出风风机6及排风通道内安装的百叶窗，启动空冷器3，空冷器3将模拟机舱2中的热风源源不断的通过1:1模拟的模拟机舱出风通道4排入环境舱1与模拟机舱2之间的形成的混风室中，由于空冷器3的抽吸作用，混风室中的空气被吸入模拟机舱2，形成完整的空气循环。
由于润滑冷却产品测试时空冷器3排出的热风连续不断，利用该热量在环境舱1与模拟机舱2之间的形成的混风室中不断的循环，很快加热提升了整个环境舱1内的温度；
当循环将要达到试验要求的环境舱1内的环境温度时，环境舱1内的温度传感器感知并发出控制信号，开启同步调速器启动和控制进风风机5和出风风机6的转速进而控制进出风量，通过进出风量的温度差产生的热量调节混风室的温度；达到设定的温度并保持恒定。
本装置专门设立一个特有的混风室：环境舱1两侧设置有与混风室的连通的进风风机5，环境舱1的顶部设置有通过排风通道与混风室的连通的出风风机6，排风通道延伸至模拟机舱出风通道4的出风口处，又没有完全连接。保证能够在最大抽风时将模拟机舱出风通道4的出风口的热风全部抽出，较小抽风时剩余热风又进入混风室，出风口的两个风机可调，最大风量之和大于冷却器出风量，且两对进口风机5和两对出风风机6功率大小相等，通过一台调速器同步控制四台电机(2个进风风机5，2个出风风机6)；保证调节时能够以相同的速度转动，使得进、出风量可以始终相等的，这样就保证了混风室的风压与大气压平衡。
虽然进风风机5的进风风量和出风风机6的出风风量相同，由于需要模拟的均为高于环境温度的工况，所以进风温度低于出风温度，所以调节进风风机5和出风风机6的转速，可以使进入和排出的热量差能够增加或减少，转速低进入的冷空气少，排出的热空气少，温度升高；而进风风机5和出风风机6的转速升高进入的冷空气增多，排出的热量多，温度下降；只要进风风机5和出风风机6的转速的最大风量接近或大于待模拟风机出风通道的风量，就可以使环境舱1的温度全温区可调，即可以任意调高或调低环境舱1温度，且可以保持温度恒定。
调节计算模型及说明：
试验时冷却器产生的热风量为:Q，送入混风室；
两个出风风机6的排风量为：Q1；
两个出风风机6的最大排风量Q1max≥Q；
两个进风风机5的进风量为:Q2；
混风室剩下的热风量为:Q-Q1；
步骤1、升温到设定温度：
关闭进风风机5和出风风机6，利用空冷器3产生的热风量加热混风室到设定温度；
步骤2、调节混风室温度：
混风室内的达到设定温度后，启动进风风机5和出风风机6，使得进风风机5的进风量总是与出风风机6的排风量相等：Q1＝Q2，
且调节最大Q1max＞Q保证可以降低或升高混风室内温度；
设自然环境温度：T0；
混风室内温度：T；
空冷器3的热风温度：TP；
空冷器3的换热功率：P；
混风室内体积：V；
空气比热容：Cρ；
环境舱1表面散热量：△P；
平衡时的风量计算：
恒定混风室的热量＝环境舱1表面散热量；
即：[Cρ(Tp-T)(Q-Q1)/60]-[Cρ(T-T0)Q2/60]＝△P；
化简：(Tp-T)(Q-Q1)-(T-T0)Q2＝60△P/Cρ；
由于：Q1＝Q2；
得：Q＝{(Tp-T)/(Tp-T0)}Q1；
得：只要达到上述调节平衡即可恒定当温度为：T0时，为了达到基本热平衡(设罩表面散热忽略)：
由于：试验中：Tp、T、T0均是已知常数，所以：上述可以恒定调节。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，包括设置在地面的风琴式可伸缩的环境舱（1），环境舱（1）两端设置有舱门，环境舱（1）内设置有风琴式可伸缩的模拟机舱（2），环境舱（1）与模拟机舱（2）之间的形成的混风室，模拟机舱（2）内设置有空冷器（3），空冷器（3）与设置在模拟机舱（2）上的与待模拟风机出风通道等比例大小的模拟机舱出风通道（4）连接，环境舱（1）两侧设置有与混风室的连通的进风风机（5），环境舱（1）的顶部设置有通过排风通道与混风室的连通的出风风机（6），排风通道延伸至模拟机舱出风通道（4）的出风口处。
2.根据权利要求1所述的一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，其特征在于，所述的进风风机（5）通过进风通道与混风室连通，进风通道上设置有控制进风通道通断的百叶窗，排风通道上设置有控制排风通道通断的百叶窗。
3.根据权利要求1所述的一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，其特征在于，所述的环境舱（1）和模拟机舱（2）的底部均设置有滑轮，模拟机舱（2）的底面敞开。
4.根据权利要求1所述的一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，其特征在于，所述的模拟机舱出风通道（4）和排风通道均为两个。
5.根据权利要求1所述的一种模拟风力发电机舱工作环境的试验机舱，其特征在于，所述的进风风机（5）的进风量和出风风机（6）的排风量相同，且进风风机（5）的进风量和出风风机（6）的排风量均大于空冷器（3）的出风量。
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