[发明专利]风力发电机组振动监测及故障诊断的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动监测及故障诊断方法，尤其涉及一种应用于风力发电机组振动监测及故障诊断的方法。

背景技术：

由于国内风力发电行业起步较晚，风力发电机组的制造技术还不成熟，风力发电机组在运行阶段，通常需要专业的技术服务人员对风力发电机组进行定期检修、维护或故障处理以保证风力发电机组的可靠运行。技术服务人员需要在风力发电机组处于停机状态下，攀登到一般高度在40米至80米的风力发电机机舱使用手持式现场测试仪器采集已布监测点的数据，来进行检修。由于风电场风力发电机组数量和单台风力发电机组监测测点较多，导致技术服务人员重复性劳动而且因检修造成停机也给风电场主带来了发电量的损失。同时，数据采集完成后还需要在实验室进行数据分析，不便于风电场业主了解风力发电机组实时运行状态。

在CN中，2005年4月13日公开的申请号为02815100.3，名称为“风力发电设备的预警系统”的已授权发明公布了一种通过SODAR装置检测或收集风速数据，将数据传输到控制装置进行处理，从而调节转子叶片相对于风的迎角或节距，避免因环境因素引起的风力发电机组故障。但在现有技术中并未涉及对风力发电机组相关部位振动信号的采集，也不能通过远程监控的方式对风机相关部位的状态进行监测，更不能实现故障诊断的功能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明以风力发电机组的关键零部件为监测对象，提供一种振动监测和故障诊断的方法。该方法，包括的步骤有，设置监测点并布置传感器，所述传感器输出反应监测点振动情况的原始振动信号，通过信号调理模块完成对所述传感器输出原始振动信号的转换，放大和抗混滤波，最后输出特征值数据到数据采集板卡，所述数据采集板卡完成对多个特征值数据的同步AD转换，通过USB总线存储在数据采集设备中，其特征在于：

A通过组件总线模块将所述特征值数据发送到接收模块，所述接收模块接收特征值数据并存储于数据中心；

B所述接收模块绕开所述组件总线模块获取原始振动信号并存储于所述数据中心。

C根据所述监测点在某一时期内不同工况下正常运行的历史数据在所述数据中心设置阈值曲线，所述特征值数据连续增长，超过阈值时，所述接收模块可进行趋势预警，所述特征值数据持续超过阈值时，所述接收模块存储并发出运行状态预警；

D在分析模块中建立故障诊断模块，在所述故障诊断模块中设置故障诊断阈值，所述分析模块从所述数据中心获取包络信号数据，通过故障诊断模块计算出故障综合评价值，所述故障综合评价值和所述故障诊断阈值进行对比，从而进行故障报警，并对特定故障找出损坏的关键零部件。

F所述组件总线模块与所述分析模块相连，在所述分析模块修改采集设置信息后，所述采集设置信息由所述组件总线模块传送至所述数据采集设备，所述数据采集设备中断采集进程，待设置修改完成后重新以新设置开始采集。

上述方法中，其特征在于，所述传感器为多个，可以通过磁性方式在所述关键零部件横向、纵向或径向进行布置。

上述方法中，其特征在于，通过网络传输的方式所述组件总线模块与所述数据采集设备进行交互。

上述方法中，其特征在于，所述数据采集设备在收到所述接收模块成功接收消息后才删除已发送数据，避免由于通讯异常中断导致的数据丢失。

上述方法中，其特征在于，所述数据中心中依据某一正常运行监测对象的实时数据设计阈值曲线。

上述方法中，其特征在于，所述数据中心也可以结合在某一时期内不同工况下正常运行监测对象的历史数据和某一正常运行监测对象的实时数据在所述数据中心中设置阈值曲线，并结合历史异常数据进行所述阈值曲线完善。

上述方法中，其特征在于，所述阈值为振动能量幅值，可以设置多个阈值。

附图说明

图1是实现本发明的结构组成方框图；

图2是说明本发明通讯协议方式的方框图；

图3是说明本发明接收模块与分析模块系统分析的方框图；

图4是本发明实现振动监测及故障诊断的流程方框图。

具体实施方式

参照图1，参照图2和参照图3，实现本发明的结构包括传感器，由信号调理模块和数据采集板卡构成的数据采集设备2，组件总线模块6，以及由接收模块3、数据中心4和分析模块5构成的分析端处理器。数据采集设备通过加速度传感器与监测对象相连，可采集原始振动信号1和转速信号。