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机舱测试设备的制作方法
机舱测试设备的制作方法
本发明涉及机舱测试设备，特别是用于测试风力涡轮机机舱（11）的机舱测试设备（1），包括：被实现成建模风力涡轮机塔（12）的行为的实体塔模型设备（2）；和/或被实现成建模风力涡轮机转子（13过程来复制已经观察到
的问题并且识别出其原因，从而查找现有风力涡轮机设计的错误。以此方式，能够校正或改进现有设计。
[0010]如下面的描述所揭示的，通过从属权利要求给出的本发明的具体有利实施例和特征。不同权利要求类别的特征可以适当地结合以便得到这里没有描述的其他实施例。
[0011]在下文中，但是不以任意方式约束本发明，术语“风力涡轮机转子”应该被理解成意味着安装到整流罩或毂的风力涡轮机叶片，因为这些共同地导致了被风旋转。根据发电机设计，整流罩的旋转被传递到发电机的轴或场设置。
[0012]机舱测试设备能够被实现成建模风力涡轮机的各种结构和行为方面。风力涡轮机塔能够被看作是具有与塔相同的长度且承载机舱、发电机和转子的重量的“长弹簧”。例如，80 m的塔能够被看作是具有80 m左右的长度的长弹簧。本发明利用如下事实，即:“短弹簧”的适当集群(constellation)能够提供长弹簧的等价模型。因此,在本发明的具体优选实施例中，实体塔模型设备包括被选择成模仿风力涡轮机塔的弹簧特征的弹簧元件的设置。因此能够构造长弹簧的实体模型。测试设备(或在下文中的“测试装置”)优选地包括被实现成激励弹簧元件设置以便模仿塔本身的物理行为的塔激励器设备。
[0013]在本发明的优选实施例中，弹簧元件设备包括处于适当集群的多个直立弹簧元件。例如，可以确定能够通过以对应于塔的上部水平的圆形横截面的圆形集群设置的几百个短弹簧来建模长弹簧。
[0014]在竖直方向上，风力涡轮机塔将基本不具有运动，而塔的上部区域能够很大程度地侧向摇摆或振动。为了预测实际中塔的性能，应该通过任意塔模型来考虑这种行为。因此，在本发明的进一步优选实施例中，弹簧元件被实现成包括沿水平方向的低刚度和沿竖直方向的高刚度，其中“竖直”方向对应于塔的竖直取向，并且“水平”方向涉及塔的振荡的水平平面，如在【背景技术】中所指明的。
[0015]风力涡轮机塔还可以由于载荷而绕其竖直轴线稍微扭曲，其中扭转运动或“扭曲”的量在塔的最高点处(即:机舱安装于塔所处的水平处)是最大的。因此，在本发明的进一步优选实施例中，弹簧元件优选地被实现成其能够建模塔的扭转运动。为此，弹簧元件能够被实现成包括沿径向方向的高刚度和沿切向方向的低扭转刚度。一组这样的弹簧元件可以被设置成圆形集群以便弹簧元件沿该圆形的切向呈现低刚度并且沿该圆形的径向呈现高刚度。
[0016]通过使用拉杆/张力杆(即具有被选择成获得所需弹簧特性的尺寸和材料特性的金属杆)能够获得弹簧元件。拉杆还优选地被实现成用于牢固地安装在将要安装机舱的且能够由激励器设备所作用的适当设备内。
[0017]之后能够使用很多这样的简单的短弹簧来建模长弹簧。不过，需要可靠地建模长塔的多个短弹簧会难以容纳在测试装置内。因此，在本发明的具体优选实施例中，弹簧元件包括连接在一起的一捆直立板或拉杆。本发明利用如下事实，即可以通过有效地结合一组短弹簧以得到单个短弹簧来准确地建模该组短弹簧的行为。因此，几百个有限元短弹簧模型构成的圆形集群能够被“转