[发明专利]风电机组弹性支撑失效评估方法和齿轮箱监测方法

说明书

本发明公开了一种风电机组齿轮箱扭力臂位移检测装置，包括设置在扭力臂上的位移传感器和与其连接的信息采集装置，信息采集装置与风电机组主控系统连接。还公开了风电机组弹性支撑失效评估方法，先计算风电机组齿轮箱转矩T，并由转矩T计算弹性支撑承受的力F；再应用扭力臂位移检测装置检测的扭力臂位移值S，根据K＝F/(S‑S₀)，计算弹性支撑的刚度值K；将该弹性支撑刚度值K与预定失效刚度值相比，若低于该预定失效刚度值，则判定该弹性支撑失效。还公开了风电机组齿轮箱监测方法。本发明通过安装在扭力臂上的位移传感器和机组运行过程的监测数据，计算得出弹性支撑的时时刚度值，能达到监控弹性支撑是否失效的目的，保障齿轮箱的良好运行。

技术领域

本发明涉及风电机组监测及维护技术领域，特别是涉及一种风电机组齿轮箱扭力臂位移检测装置及弹性支撑失效评估方法。

背景技术

随着现在风电装机容量的持续增加以及风力机运行时间的延长，与振动相关的问题显得越来越突出。风电机组是一个极其庞大而复杂的系统，其振动来源较广，其中包括气动、机械、电磁以及各种耦合激励。

风电机组中的齿轮箱一般通过弹性支撑与机架相连，齿轮箱的转矩通过扭力臂传递给弹性支撑，弹性支撑具有一定的刚度来承受齿轮箱传递的转矩，同时通过弹性体的阻尼及摩擦将齿轮箱齿轮啮合产生的振动进行消减，降低传递到风电机架的振动，并且在弹性支撑连接下，齿轮箱受到一定的柔性约束。因此，弹性支撑的性能对整个传动链动力学特性以及振动能量的传递等均有较大影响。弹性支撑作为风电机组的重要部件，主要起到两方面的作用，一是支撑齿轮箱承载风力机的载荷，这要求其刚度满足弹性支撑在机组运行时不超过一定的变形量，从而保证机组运行的稳定性；二是减振和隔振，其中主要是隔离振动能量在齿轮箱与机架之间的传递。弹性支撑中橡胶部分是比较脆弱的部分，但同时也是非常关键的减震元件。

本发明就是提出一种风电机组齿轮箱扭力臂位移检测装置及弹性支撑失效评估方法，使其在风电机组运行过程中实现对弹性支撑的性能进行跟踪和失效评估，为更换或维护弹性支撑提供依据，为齿轮箱的减震提供有效保障。

本发明还提出一种风电机组齿轮箱的监测方法，使其能实现对齿轮箱运行状态的监测，及时发现问题，避免事故发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组齿轮箱扭力臂位移检测装置，使其能实时检测齿轮箱扭力臂的位移值，对后续弹性支撑性能跟踪和失效评估提供依据。

本发明还提供了一种风电机组弹性支撑失效评估方法，使其能及时评估出弹性支撑的刚度值，以便及时对其进行更换和维护，保障齿轮箱的良好运行。

本发明还提供了一种风电机组齿轮箱监测方法，使其能方便快捷的监测齿轮箱的运行状态。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供一种风电机组齿轮箱扭力臂位移检测装置，包括位移传感器和与其连接的信息采集装置，所述位移传感器设置在所述风电机组齿轮箱扭力臂上，所述信息采集装置用于接收所述位移传感器采集的信息并将信息传送至风电机组的主控系统。

作为本发明的一种改进，所述风电机组齿轮箱两侧的扭力臂上均设置有所述位移传感器，所述两个位移传感器均与所述信息采集装置相连。

进一步改进，所述信息采集装置与风电机组主控系统通过光纤连接。

为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种风电机组弹性支撑失效评估方法，包括如下步骤：

(1)计算所述风电机组齿轮箱的转矩T，并由所述转矩T计算所述风电机组弹性支撑承受的力F；

(2)应用上述的风电机组齿轮箱扭力臂位移检测装置检测所述扭力臂的位移值S，根据公式K＝F/(S-S₀)，其中S₀为静态平衡时扭力臂的位移值，计算得出所述弹性支撑的刚度值K；