[实用新型]一种风机主轴断裂检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于信息采集和处理技术领域，特别涉及一种风机主轴断裂检测系统。

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，经常会不断发生风力发电机组坠头的事故，这是由轮毂与主轴连接螺杆断裂造成的风机坠头事故，或主轴断裂造成的风机坠头事故，而这些断裂多为疲劳断裂，断裂振动往往从主轴表面某一局部开始，而不在中心位置，从初生裂纹开始到灾难发生过程中，均会发生多次的振动冲击，因此，有必要对主轴断裂、连接螺杆断裂等造成的断裂振动进行检测和预警。

目前，属于大数据时代，信息爆炸、信息冗余度大，信息处理成本高，常规的监控轴承振动的传感器及远程监控系统，难以发现或分析检测出这些信号，从而延误最佳补救时机，造成更进一步地次生灾害即造成塔筒倒塌的重大损失。

公开号为CN101393049A的中国专利文件，公开了一种风力发电机组振动监测及故障诊断的方法，该方法通过传感器采集风机振动信号，通过数据采集设备完成信号存储，通过组件总线模块将特征值数据发送到接收模块，并存储于数据中心，在数据中心设置阈值曲线，特征值数据持续增长，超过阈值时，接收模块进行预警。

但是这种方法是对采集的所有的风机振动信号进行分析处理，没有将风机的原始振动信号和振动冲击信号进行分离，这势必会对无用的冗余信息进行处理，不但处理起来比较复杂，而且存在检测不准确的问题，造成预警系统误报警。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风机主轴断裂检测系统，用于解决现有技术中风力发电机主轴故障检测冗余大，处理不及时、不准确的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种风机主轴断裂检测系统，包括信号调制合成记录仪、数据传输线路、预警装置和至少三组传感器，每组传感器包括用于对称设置在风机主轴旋转中心的同心圆上的两个传感器，各传感器用于采集风机运行时的振动信号，所述各传感器与所述数据传输线路连接，所述数据传输线路用于通过中心滑环与所述信号调制合成记录仪连接，所述信号调制合成记录仪与预警装置连接，所述信号调制合成记录仪用于设置在风机机舱控制柜中。

进一步地，所述各组传感器均匀设置在风机主轴的旋转中心的同心圆上。

进一步地，所述各传感器在设置时需保证每个风机叶片的根部至少有一个传感器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的风机主轴断裂检测系统，通过将振动传感器均匀设置在风机旋转表面回转中心的同心圆上，并呈对称分布，有利于断裂方位的检测；利用该系统将采集的风机运行时的振动信号经过取反和超前或滞后环节处理后得到合成信号，使得正常信号的幅值控制在0的水平，当合成信号的幅值大于超过设定的幅值阈值时，进行预警和/或将风机停机，提高了对风机主轴等旋转类零部件断裂检测的准确度，降低了对风机故障检测的复杂度。

附图说明

图1为本实用新型的振动传感器对称阵列布局的示意图；

图2为风机主轴沿A组传感器的剖面图；

图3为风机运行时的振动信号各处理环节的示意图；

图4为本实用新型的风力发电机组的故障检测系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：

依据张衡地动仪的阴阳八卦阵列，以及依据蜘蛛八条腿检测八卦阵网的振动时序和方位原理，由于风机坠头断裂的部位在主轴的非中心部位，而张衡地动仪能有效地检测周边的地震状况，从而可以依据其阵列布局。对于没有发生振动的情况，因其地动仪的阴阳八卦关于中心对称，而处于平衡状态，没有(地震)信息输出，从而有效地减少信息量和信息处理成本。

本实用新型的风机主轴断裂检测系统，包括信号调制合成记录仪、数据传输线路、预警装置和至少三组传感器，每组传感器包括用于对称设置在风机主轴旋转中心的同心圆上的两个传感器(类似关于蜘蛛中心对称的两条腿)，各传感器用于采集风机运行时的振动信号，各传感器与数据传输线路连接，数据传输线路用于通过中心滑环与所述信号调制合成记录仪连接，信号调制合成记录仪与预警装置连接，信号调制合成记录仪设置在风机机舱控制柜中。

为了提高检测性能，按照张衡地动仪的阴阳八卦阵列，将各组传感器均匀设置在风机主轴的旋转中心的同心圆上，且各传感器在设置时需保证每个风机叶片的根部至少有一个传感器。