阅读说明：本技术 发电机的降雨模拟装置及系统 (Rainfall simulation device and system of generator ) 是由 高杨 张志弘 刘朝丰 于 2019-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及发电技术领域,具体涉及一种发电机的降雨模拟装置及系统。一种发电机的降雨模拟装置,包括：支架,用于装配在所述发电机的上方；至少一个降雨机构,间隔固定在所述支架上,用于与水源连接,且对所述发电机所处的降雨环境进行模拟。通过在发电机的上方设置支架,并在支架上固定降雨机构,降雨机构与水源连接,能够将水源的水通过降雨机构流至发电机上,为发电机所处的降雨环境进行模拟,从而能够为发电机营造降雨环境,对发电机在降雨环境下的性能进行测试,进而能够保证发电机在实际的降雨环境下的性能。(The invention relates to the technical field of power generation, in particular to a rainfall simulation device and system of a generator. A rainfall simulation device of a generator, comprising: a bracket for fitting over the generator; and the rainfall mechanisms are fixed on the support at intervals and are used for being connected with a water source and simulating the rainfall environment where the generator is located. The support is arranged above the generator, the rainfall mechanism is fixed on the support and connected with the water source, water at the water source can flow to the generator through the rainfall mechanism, the rainfall environment where the generator is located is simulated, the rainfall environment can be built for the generator, the performance of the generator under the rainfall environment is tested, and the performance of the generator under the actual rainfall environment can be guaranteed.)

发电机的降雨模拟装置及系统

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种发电机的降雨模拟装置及系统。

背景技术

随着发电机组单机容量的日趋增大，机组装机环境日趋严苛，整机、子系统、子部件的热问题成为机组设计、运行的巨大挑战。以风力发电机组为例进行说明，从机组单机容量而言，已发展至单机8MW、10MW更高容量级别，机组自身的产热已达到上百KW或MW级别，巨大的热耗对于整机、子系统、子部件的温升控制成为最大的制约因素；从机组装机运行环境而言，高温区域温度环境已超过40℃，要保证机组在高温环境下运行，各个子系统及部件的温升指标成为关键制约因素。

风力发电机组包括叶片、轮毂、发电机、机舱、塔架等部件，其中降雨对于发电机组的发电机的热传递有着较大的影响，不同地理区域对应年降水量不同；不同季节、不同时间对应降水量、降水温度不同；对于发电机组实际运行而言，外界的降水降低了发电机转子表面与外界热传递路径的热阻，该环节热阻的降低对于发电机整个热传递路径是有利的；外部的有利环境将有利于绕组、铁芯温度的降低，而对于发电机进行精确热设计而言，需要考虑外部此因素对应整体温度水平的影响。因此如何对风力发电机进行降雨环境的模拟，从而对风力发电机的性能进行测试，这是风力发电机设计优化亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要的目的在于提供一种能够对发电机进行降雨环境模拟的一种发电机的降雨模拟装置及系统。

本发明的实施例第一方面提供了一种风力发电机组的降雨模拟装置，包括：

支架，用于装配在所述风力发电机组的发电机的上方；

至少一个降雨机构，间隔固定在所述支架上，用于与水源连接，且对所述发电机所处的降雨环境进行模拟。

通过在风力发电机组的发电机的上方设置支架，并在支架上固定降雨机构，降雨机构与水源连接，能够将水源的水通过降雨机构流至发电机上，为发电机所处的降雨环境进行模拟，从而能够为风力发电机营造降雨环境，对风力发电机在降雨环境下的性能进行测试，进而能够保证风力发电机在实际的降雨环境下的性能。

在一些实施例中，所述降雨机构可以包括：

降雨本体，用于与所述水源连接；

至少一个腔体，设于所述降雨本体上，所述腔体的底部设有多个降雨通孔，用于将所述水源的水通过所述腔体的所述降雨通孔降至所述发电机上。

通过将降雨机构设置为包括与水源连接的降雨本体，并在降雨本体上设置至少一个腔体，且腔体的底部设有多个降雨通孔，通过降雨通孔的直径能够将水源的水模拟与实际降雨相似的雨径落下。

在一些实施例中，所述至少一个腔体包括：

第一腔体，所述第一腔体的底部设有第一降雨通孔；和/或，

第二腔体，与所述第一腔体互不相通，所述第二腔体的底部设有第二降雨通孔，且所述第二降雨通孔的直径小于所述第一降雨通孔的直径；和/或，

第三腔体，所述第三腔体、所述第二腔体和所述第一腔体互不相通，所述第三腔体的底部设有第三降雨通孔，且所述第三降雨通孔的直径小于所述第二降雨通孔的直径。

通过将降雨机构设置为包括互不相通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，且每个腔体底部的降雨通孔的直径均不相同，使得每次降雨的雨径均包括大雨径、中雨径和小雨径的雨滴，使得由降雨机构降的雨与实际降雨更加相似。

在一些实施例中，选取与降雨方向垂直的平面对所述降雨本体作截面，沿所述截面的中心向外的方向依次设置有所述第三腔体、第二腔体和第一腔体。

由于在实际降雨时，大雨径的雨滴占比较小，中雨径的雨滴占比较大，为了便于设置各个雨径的雨滴的占比，选取与降雨方向垂直的平面对降雨本体作截面，并沿截面的中心向外的方向依次设置有第三腔体、第二腔体和第一腔体，比较便于对各个雨径的雨滴占比的设置，结构较简单。

在一些实施例中，所述降雨机构还包括：

至少一个流量调节装置，设于所述腔体上，用于调节流入所述腔体的水的流量。

通过在腔体上设置流量调节装置，能够调节进入腔体的水的流量，使降雨机构的降雨更符合实际需求的雨量。

在一些实施例中，所述流量调节装置包括至少两个层叠设置的流量调节结构，所述流量调节结构包括：

调节本体；

至少一个调节通孔，设于所述调节本体上，其中一个所述流量调节结构上的调节通孔至少具有与相邻所述流量调节结构上的调节通孔相对的第一状态，及与相邻所述流量调节结构上的调节本体和调节通孔同时相对的第二状态。

通过将流量调节装置包括层叠设置的流量调节结构，流量调节结构包括调节本体和调节通孔，通过将其中一个流量调节结构上的调节通孔与相邻流量调节结构上的调节通孔对或者与相邻流量调节结构上的调节本体和调节通孔同时相对，能够调节由一个流量调节结构流向另一个流量调节结构的雨量，进而调节每个腔体的雨流量，调节比较方便，结构比较简单。

在一些实施例中，所述流量调节装置具有至少两个，且各个所述流量调节装置沿降雨方向依次设置，所述流量调节结构还包括：

至少一个流通通孔，设于所述调节本体上，且至少与相邻所述流量调节装置的调节通孔相对。

通过将流量调节装置设置为至少两个，且各个流量调节装置沿降雨方向依次设置，并在调节本体上设置流通通孔，使得对每个流量调节装置的雨量比较方便调节，且能够保证降雨由一个流量调节装置能够流通至另一个流量调节装置，再进行调节雨量。

在一些实施例中，所述流量调节装置具有至少三个，所述流通通孔至少与相邻所述流量调节装置的调节通孔和流通通孔相对。

在一些实施例中，所述降雨机构为多个；

所述降雨模拟装置还包括：

主管路，设于所述支架上，用于连接所述水源；

多个旁通管路，设于所述支架上，且分别与所述主管路和所述多个降雨机构连接。

通过将降雨机构设置为多个，在支架上设置主管路和旁通管路，能够方便对各个降雨机构进行输送水源，且每个降雨机构的控制比较方便。

在一些实施例中，所述支架呈扇环结构。

通过将支架设置为扇环结构，使得降雨机构在支架上的设置范围更广，除了对发电机的正上方进行降雨外，还能对发电机的两侧进行降雨，与真实的降雨环境更接近。

在一些实施例中，所述降雨模拟装置还包括：

升降平移结构，与所述支架固定连接，用于驱动所述支架相对所述风力发电机作升降运动或者水平运动。

通过设置与支架固定连接的升降平移结构，能够驱动支架相对发电机作升降运动或者水平方向运动，使得支架能够适配更多型号和尺寸的发电机，提高了降雨模拟装置的适配性。

本发明的实施例第二方面提供了一种发电机的降雨模拟系统，包括水源和如上述的降雨模拟装置。

在一些实施例中，所述水源包括：

储水装置；

流体通道，所述流体通道的入水口与所述储水装置连通，所述流体通道的出水口与所述降雨机构连通。

在一些实施例中，所述水源还包括：

换热器，设于所述流体通道上，所述流体通道内的流体通过所述换热器与外界大气换热。

通过在流体通道上设置换热器，将流体通过换热器与外界大气换热后再供给降雨机构，能够将降雨机构的降雨的温度调节至需求的温度，使得降雨与实际降雨更加匹配。

在一些实施例中，所述水源还包括：

加热装置，设于所述流体通道上，位于所述换热器与所述降雨机构之间，用于对所述流体通道内的流体进行加热。

通过在流体通道上设置加热装置，在流体的温度较低时，能够对流体进行加热，然后再供给降雨机构，能够将降雨机构的降雨的温度调节至需求的温度，使得降雨与实际降雨更加匹配。

在一些实施例中，所述水源还包括：

温度检测装置，设于所述流体通道上，位于所述换热器与所述降雨机构之间；

控制器，与所述温度检测装置连接，用于根据所述温度检测装置的检测值与预设值之间的差值控制所述换热器和所述加热装置的开闭。

通过设置温度检测装置和控制器，根据温度检测装置的检测值与预设值之间的差值自动调节换热器和加热装置的开闭，使得温度调节更自动化，且更及时。

在一些实施例中，所述水源还包括：

三通阀，设于所述流体通道上，位于所述储水装置与所述换热器之间，所述三通阀与所述控制器连接，所述控制器通过控制所述三通阀进而控制所述换热器的开闭。

通过设置三通阀，可以根据需要开启换热器或者关闭换热器，使得调节方式更加简单。

在一些实施例中，所述水源还包括：

流量调节部件，设于所述流体通道上，位于所述换热器与所述降雨机构之间。

通过在流体通道上设置流量调节装置，能够对进入降雨机构的雨流量进行调节，使得降雨量更符合实际需求，与真实降雨环境更匹配。

所述降雨模拟系统还包括：输入模块，与所述温度检测装置连接，用于获取输入信息，所述输入信息包括时间、经纬度和所述温度检测装置的检测值；

所述控制器包括计算模块和控制调节模块；所述计算模块与所述输入模块连接，用于根据所述时间和经纬度计算所需的降水水温温度、降水水量和雨滴谱分布函数，并根据所述雨滴谱分布函数计算不同雨滴直径所处的腔体流量的占比；

所述控制调节模块与所述计算模块连接，用于在所述降水水温温度大于所述温度检测装置的检测值时生成第一温度调节信号，并根据所述第一温度调节信号调节所述换热器和/或所述三通阀和/或所述加热装置的工作状态；在所述降水水温温度小于或等于所述温度检测装置的检测值时生成第二温度调节信号，并根据所述第二温度调节信号调节所述换热器和/或所述三通阀的工作状态；和/或，

用于根据所述降水水量生成第一流量调节信号，并根据所述第一流量调节信号调节所述流量调节部件的工作状态；和/或，

用于根据所述降水水量和所述占比生成第二流量调节信号，并根据所述第二流量调节信号调节所述降雨机构的流量调节装置的工作状态。

本发明的实施例第三方面提供了一种具有降雨模拟装置的设备，包括发电机，和如上述的降雨模拟系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中的发电机的降雨模拟装置的结构示意图；

图2为本发明的实施例中的降雨机构的分布图；

图3为本发明的实施例中的降雨机构的剖视图；

图4为本发明的实施例中的降雨机构的仰视图；

图5为本发明的实施例中的发电机的降雨模拟系统的示意图；

图6为本发明的实施例中的雨滴谱分布函数示意图；

图7为本发明的实施例中的发电机的降雨模拟系统的控制原理图；

图8为本发明的实施例中的具有降雨模拟装置的设备的部分结构示意图。

附图标记说明：

1－支架；2－发电机；3－降雨机构；4－降雨本体；5－第一腔体；6－第二腔体；7－第三腔体；8－第一降雨通孔；9－第二降雨通孔；10－第三降雨通孔；11－调节通孔；12－流通通孔；13－主管路；14－旁通管路；15－支座；16－调节支架；17－储水装置；18－流体通道；19－换热器；20－加热装置；21－温度检测装置；22－三通阀；23－变频泵；24－测压仪；25－脱气稳压装置；26－过滤器；27－第一流量调节装置；28－第二流量调节装置；29－第三流量调节装置；30－计算模块；31－控制调节模块；32－输入模块；33－集中水冷系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－图8所示，本实施例中提供了一种风力发电机组的降雨模拟装置，包括：支架1和降雨机构3。

支架1用于装配在风力发电机组的发电机2的上方；多个降雨机构3间隔固定在支架1上，用于与水源连接，且对发电机2所处的降雨环境进行模拟。通过在风力发电机组的发电机2的上方设置支架1，并在支架1上固定降雨机构3，降雨机构3与水源连接，能够将水源的水通过降雨机构3流至发电机2上，为发电机2所处的降雨环境进行模拟，从而能够为发电机2营造降雨环境，对发电机2在降雨环境下的性能进行测试，进而能够保证发电机2在实际的降雨环境下的性能。作为可变换的实施方式，也可以是，降雨机构3为一个，设于支架1的中央，此时可将降雨机构3的尺寸设置的较大，基本与支架1的尺寸相近。作为可变换的实施方式，也可以是，对于其他形式的发电机，本实施例中的降雨模拟装置也同样适用。

如图2所示，为了方便对各个降雨机构3进行输送水源，本实施例中的降雨模拟装置还包括：主管路13，设于支架1上，用于连接水源；多个旁通管路14，设于支架1上，分别与主管路13和多个降雨机构3连接。具体地，本实施例中的主管路13设于支架1的中部，由中部分别向两侧延伸有旁通管路14，且旁通管路14分别与每侧的两个降雨机构3通过软管连接，并采用快插接头方式，以便提高管路的可操作性。作为可变换的实施方式，也可以是，主管路13设于支架1的一侧，通过旁通管路14将水送至各个降雨机构3。

如图3和图4所示，本实施例中的降雨机构3包括：降雨本体4，用于与水源连接；多个腔体，设于降雨本体4上，腔体的底部设有多个降雨通孔，用于将水源的水通过腔体降至发电机2上。通过将降雨机构3设置为包括与水源连接的降雨本体4，并在降雨本体4上设置多个腔体，且腔体的底部设有多个降雨通孔，通过降雨通孔的直径能够将水源的水模拟为与实际降雨相似的雨径落下。作为可变换的实施方式，也可以是，降雨机构3仅包括一个腔体。

依据区域地理位置，可获得对于区域雨滴谱分布曲线，如图6所示。不同区域雨滴谱分布曲线存在差异，但是大体上均呈现正态分布形式，因此，对于降雨雨滴直径D的模拟可以采用分腔体的方式进行模拟，如雨滴谱分布函数示意图所示，可以将该正态分布曲线进行分腔，如D＜1mm；1mm≤D≤4mm；D＞4mm。如图4所示，因而本实施例中的降雨机构3包括：第一腔体5，第一腔体5的底部设有第一降雨通孔8；第二腔体6，与第一腔体5互不相通，第二腔体6的底部设有第二降雨通孔9，且第二降雨通孔9的直径小于第一降雨通孔8的直径；第三腔体7，第三腔体7、第二腔体6和第一腔体5互不相通，第三腔体7的底部设有第三降雨通孔10，且第三降雨通孔10的直径小于第二降雨通孔9的直径。通过将降雨机构3设置为包括互不相通的第一腔体5、第二腔体6和第三腔体7，且每个腔体底部的降雨通孔的直径均不相同，使得每次降雨的雨径均包括大雨径、中雨径和小雨径的雨滴，使得由降雨机构3降的雨与实际降雨更加相似。作为可变换的实施方式，也可以是，降雨机构3仅包括第一腔体5、第二腔体6和第三腔体7的其中一个，或者是任意两个，或者是降雨机构3包括更多个腔体。

由于在实际降雨时，由雨滴谱分布曲线可知，大雨径的雨滴占比较小，中雨径的雨滴占比较大，为了便于设置各个雨径的雨滴的占比，选取与降雨方向垂直的平面对降雨本体4作截面，并沿截面的中心向外的方向依次设置有第三腔体7、第二腔体6和第一腔体5，比较便于对各个雨径的雨滴占比的设置，结构较简单。具体地，本实施例中的降雨机构3呈圆柱状结构，由圆柱状结构的中心线向外沿径向方向依次设有第三腔体7、第二腔体6和第一腔体5。

依据雨滴谱分布函数可以通过积分方式计算出各个腔体的对应流量的占比，结合总降水量可以计算出各腔体对应流量，因此，为了便于控制进入各腔体的水的流量，使降雨机构3的降雨更符合实际需求的雨量，本实施例中的降雨机构3还包括三个流量调节装置，分别对应于第一腔体5、第二腔体6和第三腔体7，用于调节流入各腔体的水的流量。作为可变换的实施方式，也可以是，流量调节装置根据腔体的数量具体设置。

具体地，如图3所示，本实施例中的流量调节装置包括两个层叠设置的流量调节结构，流量调节结构包括：调节本体；多个调节通孔11，设于调节本体上，且多个调节通孔11中，至少其中两个调节通孔11的孔径大小不同，其中一个流量调节结构上的调节通孔11至少具有与相邻流量调节结构上的调节通孔11相对的第一状态，及与相邻流量调节结构上的调节本体和调节通孔11同时相对的第二状态，其中，流量调节结构之间可完全层叠设置或者部分层叠设置，之间通过支架1连接，并各流量调节结构之间可相对转动实现第一状态或第二状态的转换。通过将流量调节装置包括层叠设置的流量调节结构，流量调节结构包括调节本体和调节通孔11，通过将其中一个流量调节结构上的调节通孔11与相邻流量调节结构上的调节通孔11对或者与相邻流量调节结构上的调节本体和调节通孔11同时相对，能够调节由一个流量调节结构流向另一个流量调节结构的雨量，进而调节每个腔体的雨流量，调节比较方便，结构比较简单。作为可变换的实施方式，也可以是，流量调节装置包括更多个层叠设置的流量调节结构。作为可变换的实施方式，也可以是，调节通孔11可设置为一个，或者更多个。作为可变换的实施方式，也可以是，各流量调节结构之间发生相对滑动实现第一状态和第二状态的转换。作为可变换的实施方式，也可以是，调节通孔11的孔径相同。

本实施例中的流量调节装置具有三个，且各个流量调节装置沿降雨方向依次设置，流量调节结构还包括：一个流通通孔12，呈环形设置，设于调节本体的边缘处，且与相邻流量调节装置的调节通孔11和流通通孔12相对。通过将流量调节装置设置为三个，且各个流量调节装置沿降雨方向依次设置，并在调节本体上设置流通通孔12，使得对每个流量调节装置的雨量比较方便调节，且能够保证降雨由一个流量调节装置能够流通至另一个流量调节装置，再进行调节雨量。作为可变换的实施方式，也可以是，流通通孔12为多个。作为可变换的实施方式，也可以是，各个流量调节装置沿与降雨方向垂直的方向并列设置。作为可变换的实施方式，也可以是，流量调节装置为两个，且上面流量调节装置的流通通孔12与下面流量调节装置的调节通孔11相对。

具体地，本实施例中的流量调节装置包括第一流量调节装置27，设于第一腔体5上；第二流量调节装置28，设于第二腔体6上；第三流量调节装置29，设于第三腔体7上。其中，第三流量调节装置29设于最上方，通过上下流量调节结构的调节通孔11之间的孔隙率调节流入第三腔体7的雨量；第二流量调节装置28设于中部，第三流量调节装置29的流通通孔12与第二流量调节装置28的调节通孔11和流通通孔12相对设置，并通过上下流量调节结构的调节通孔11之间的孔隙率调节流入第二腔体6的雨量；第一流量调节装置27设于最下方，第二流量调节装置28的流通通孔12与第一流量调节装置27的调节通孔11和流通通孔12相对设置，并通过上下流量调节结构的调节通孔11之间的孔隙率调节流入第一腔体5的雨量。具体地上下流量调节结构的调节通孔11之间的孔隙率可通过以下方式进行调节：如上流量调节结构的调节通孔11与下流量调节结构的调节通孔11完全相对(即第一状态)，此时流量最大；或者是，上流量调节结构的调节通孔11同时与下流量调节结构的调节通孔11和调节本体同时相对(即第二状态)，此时由于上流量调节结构的调节通孔11部分被调节本体遮挡，此时的流量小于第一状态时的流量；或者是，上流量调节结构的调节通孔11与下流量调节结构的调节本体相对，此时由于上流量调节结构的调节通孔11完全被调节本体遮挡，此时无流量。

如图1所示，本实施例中的支架1呈扇环结构，具体地，扇环结构的第一边与扇环结构的第二边之间的夹角为150°，且扇环结构的第一边与水平面之间的夹角为15°。通过将支架1设置为扇环结构，使得降雨机构3在支架1上的设置范围更广，除了对发电机2的正上方进行降雨外，还能对发电机2的两侧进行辐射，与真实的降雨环境更接近。作为可变换的实施方式，也可以是，扇环结构的第一边和第二边之间设置为其他夹角。

如图7所示，本实施例中的降雨模拟装置还包括：升降平移结构，与支架1固定连接，用于驱动支架1相对风力发电机2作升降运动或者水平运动。通过设置与支架1固定连接的升降平移结构，能够驱动支架1相对发电机2作升降运动或者水平方向运动，使得支架1能够适配更多型号和尺寸的发电机2，提高了降雨模拟装置的适配性。

升降平移结构的具体形式有很多种，本实施例中的升降平移结构包括：支座15，支座15上设有滑槽；调节支架161，一端设有与滑槽配合滑动的滑轨，另一端与第一支架1固定连接；升降式的电动缸，滑动的连接在支座15上，与调节支架161固定连接，可驱动调节支架161带动第一支架1作升降运动；水平移动式的电动缸，与调节支架161固定连接，可驱动调节支架161带动第一支架1作水平方向的运动。作为可变换的实施方式，也可以是，现有技术中的其他任意形式的升降平移结构只要能够实现升降运动又能够实现水平运动的均可。

本实施例中还提供了一种发电机的降雨模拟系统，包括水源和如上述的降雨模拟装置。

具体地，本实施例中的水源为风力发电机组的集中水冷系统33，如图5所示，包括：储水装置17；流体通道18，流体通道18的入水口与储水装置17连通，流体通道18的出水口与降雨机构3连通。通过将水源采用风力发电机组的集中水冷系统33，在为其他部件提供水源的同时，为降雨机构3提供水源，使得整体系统的结构较紧凑，且不用单独设置专为降雨机构3的水源，降低了成本。作为可变换的实施方式，也可以是，水源为其他形式的结构，或者是专为降雨机构3提供的水源。

由于实际降雨时是有一定的温度的，为了与实际降雨更匹配，本实施例中的集中水冷系统33还包括：换热器19，设于流体通道18上，流体通道18内的流体通过换热器19与外界大气换热；加热装置20，设于流体通道18上，位于换热器19与降雨机构3之间，用于对流体通道18内的流体进行加热。通过在流体通道18上设置换热器19，将流体通过换热器19与外界大气换热后再供给降雨机构3，能够将降雨机构3的降雨的温度调节至需求的温度，使得降雨与实际降雨更加匹配。通过在流体通道18上设置加热装置20，在流体的温度较低时，能够对流体进行加热，然后再供给降雨机构3，能够将降雨机构3的降雨的温度调节至需求的温度，使得降雨与实际降雨更加匹配。本实施例中的换热器19可为冷却塔、空－水板式换热器等，该部分实现系统内部热量向外界环境的传递，这里不作具体的限定。作为可变换的实施方式，也可以是，不设置换热器19。

为了使得温度调节更自动化且更及时，本实施例中的集中水冷系统33还包括：温度检测装置21，设于流体通道18上，位于换热器19与降雨机构3之间；控制器，与温度检测装置21连接，用于根据温度检测装置21的检测值与预设值之间的差值控制换热器19和加热装置20的开闭。

对于控制器的开闭，本实施例中的集中水冷系统33还包括：三通阀22，设于流体通道18上，位于储水装置17与换热器19之间，三通阀22与控制器连接，控制器通过控制三通阀22进而控制换热器19的开闭。通过设置三通阀22，可以根据需要开启换热器19或者关闭换热器19，即通过三通阀22各路的通断控制储水装置17的流体是否经过换热器19换热后通往降雨机构3，使得调节方式更加简单。对于加热装置20的开闭，则可通过控制器直接控制加热装置20的加热部件是否通电即可。

为了便于调节进入降雨机构3的雨流量，使得降雨量更符合实际需求，与真实降雨环境更匹配，本实施例中的集中水冷系统33还包括流量调节部件，设于流体通道18上，位于换热器19与降雨机构3之间。具体地，本实施例中的流量调节部件为变频泵23，调节流量的同时还可以为集中水冷系统33提供动力。作为可变换的实施方式，也可以是流量调节部件为流量调节阀。

依据降水强度等级划分标准，本实施例中的集中水冷系统33可满足小雨、阵雨、中雨、大雨、暴雨、特大暴雨环境的模拟，24小时降水总量可满足大于250mm。为了使得系统能够运行更平稳，本实施例中的集中水冷系统33还包括测压仪24、脱气稳压装置25；为了保证系统中的水质，本实施例中的集中水冷系统33还包括过滤器26。

如图7所示，由于不同季节、不同时间的环境温度不同，实际降雨的水温也不同，本实施例中通过系统自身控制实现给予水温的精确控制，本实施例中降雨模拟系统还包括：输入模块32，与温度检测装置连接，用于获取输入信息，输入信息包括时间、经纬度和温度检测装置的检测值；控制器包括计算模块30和控制调节模块31；计算模块30与输入模块32连接，用于根据时间和经纬度计算所需的降水水温温度、降水水量和雨滴谱分布函数，并根据雨滴谱分布函数计算不同雨滴直径所处的腔体流量的占比；控制调节模块31与计算模块30连接，用于在降水水温温度大于温度检测装置的检测值时生成第一温度调节信号，并根据第一温度调节信号调节换热器19和/或三通阀22和/或加热装置20的工作状态；在降水水温温度小于或等于温度检测装置的检测值时生成第二温度调节信号，并根据第二温度调节信号调节换热器19和/或三通阀22的工作状态；和/或，用于根据降水水量生成第一流量调节信号，并根据第一流量调节信号调节流量调节部件的工作状态；和/或，用于根据降水水量和占比生成第二流量调节信号，并根据第二流量调节信号调节流量调节装置的工作状态。

其中，输入模块32可为上位机或者人机交互界面，如触摸屏，用户通过触摸屏输入时间、经纬度，时间具体包括季节、天、小时、分钟等，经纬度对应不同的区域，使得降雨模拟系统可以模拟不同区域、不同时间等因素对应的场景，从而发送给控制器的计算模块30，计算模块可为计算机程序等，通过内部计算获取所需要模拟的不同区域、不同时间下的降水水温温度、降水水量和雨滴谱分布函数，并根据雨滴谱分布函数计算不同雨滴直径所处的腔体流量的占比。

具体地，对于降水水温温度的控制，如当降水水温温度T大于温度检测装置21的检测值t时，控制调节模块31生成第一温度调节信号，此时集中水冷系统33通过调节换热器19的运行功率；或者关闭三通阀22向换热器19的流路，使流体不经过换热器19；或者开启加热装置20等手段实现供水温度与降雨水温度匹配；当降水水温温度T小于等于温度检测装置21的检测值t时，控制调节模块31生成第二温度调节信号，此时集中水冷系统33通过开启三通阀22向换热器19的流路，或者调节换热器19的运行功率实现供水温度与降雨水温度匹配。当然，在控制调节模块31生成第一温度调节信号时，控制调节模块31也可以对换热器19、三通阀22和加热装置20的任意两种或者三种同时进行控制；在控制调节模块31生成第二温度调节信号时，控制调节模块31也可以对换热器19和三通阀22同时进行控制。

对于降水水量的控制，控制调节模块31根据降水水量生成第一流量调节信号，并根据第一流量调节信号调节变频泵23的运行频率，进而将流体通道18中的流体流量调节至所需的降水水量，然后通过降水水量和由雨滴谱分布函数通过积分方式计算出的不同雨滴直径所处的腔体流量的占比生成第二流量调节信号，即结合所需的降水水量和占比可以计算出各腔体的对应流量，由于每个腔体对应一个流量调节装置，因此控制调节模块31可根据第二流量调节信号调节第一流量调节装置27的工作状态进而调节进入第一腔体5的流量，调节第二流量调节装置28的工作状态进而调节进入第二腔体6的流量，调节第三流量调节装置29的工作状态进而调节进入第三腔体7的流量，即通过调节上下流量调节结构的调节通孔11之间的孔隙率调节流入各腔体的雨量。当然，在对降水水量控制时，也可以是，控制调节模块31仅根据第一流量调节信号调节变频泵23的运行频率，或者是，仅根据第二流量调节信号调节各流量调节装置的工作状态。

如图8所示，本实施例中还提供了一种具有降雨模拟装置的设备，包括风力发电机2，和如上述的降雨模拟系统。

通过在发电机2上设置降雨模拟系统，可以在发电机2传动试验台上进行实际降雨场景的模拟，能够对不同区域、不同季节、不同时间对应于降雨模拟系统不同降水量、降水温度等的模拟，不受一年四季外界环境的影响，可以更为精确地评估发电机2的环境适应性，进而可以实现发电机2的定制化热设计，实现精细化设计，更精确的预测、探知发电机2自身换热及对应温升水平；由于降雨对发电机2换热特性的影响，几乎无法通过经验公式或者简单的理论计算获得，因此本发明实施例中提出的降雨模拟系统具有宝贵的实践意义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。