[发明专利]用于在旋转轴的联接器中检测实际滑动的系统和方法

说明书

一种用于检测例如风力涡轮功率系统中的旋转轴的耦合中的实际滑动的方法包括针对故障经由控制器监测与联接器有关的多个传感器信号。响应于检测到与联接器相关的多个传感器信号中的故障，该方法包括经由控制器使用一个或多个分类参数来确定故障是指示联接器的实际滑动还是无滑动事件。当故障指示实际滑动时，该方法包括经由控制器使用多个传感器信号和实际滑动的持续时间来估计实际滑动的幅度。此外，该方法包括经由控制器基于联接器中的实际滑动的幅度来实施控制动作。

技术领域

本公开一般涉及风力涡轮功率系统，并且更特别地涉及用于检测风力涡轮功率系统的联轴器（shaft coupling）中的实际滑动并且因此拒绝无滑动事件的系统和方法。

背景技术

风功率被认为是目前可获得的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱（nacelle）和转子。转子通常包括可旋转毂（hub），其具有附接于此的一个或多个转子叶片。俯仰（pitch）轴承通常可操作地配置在毂和转子叶片之间以允许围绕俯仰轴线旋转。该转子叶片使用已知的翼型件原理捕获来自风的动能，并且通过旋转能传输动能，以便转动轴，该轴将转子叶片耦合到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则该轴将转子叶片直接地耦合到发电机。发电机然后将机械能转换为可部署到公用电网的电能。

更特别地，在某些风力涡轮中，毂经由转子轴（有时称为主轴或低速轴），齿轮箱，高速轴和联接器（coupling）可旋转地耦合到发电机。因此，转子轴的旋转可旋转地驱动齿轮箱，所述齿轮箱随后驱动高速轴。高速轴利用联接器可旋转地驱动发电机，并且高速轴的旋转促进通过发电机的电功率的产生。

在这类风力涡轮中，在现场触发的与联轴器相关的任何滑动故障要求视觉检验以检查故障的原因。基于数据，几乎80％的触发的滑动故障不是实际的滑动事件，并且不应该导致风力涡轮停机，这导致功率生产的显著损失并且招致相当大的服务成本。

因此，鉴于上述，用于检测风力涡轮功率系统的联轴器中的实际滑动并拒绝无滑动事件的系统和方法在本领域中将是受欢迎的。

发明内容

本公开的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中显而易见，或可通过本发明的实践来学习。

在方面中，本公开涉及一种用于检测旋转轴的联接器中的实际滑动（并因此拒绝无滑动事件）的方法。该方法包括针对故障经由控制器监测与联接器有关的多个传感器信号。响应于检测到与联接器相关的多个传感器信号中的故障，该方法包括经由控制器使用一个或多个分类参数来确定故障是指示联接器的实际滑动还是无滑动事件。当故障指示实际滑动时，该方法包括经由控制器使用多个传感器信号和实际滑动的持续时间来估计实际滑动的幅度。此外，该方法包括经由控制器基于联接器中的实际滑动的幅度来实施控制动作。

在实施例中，多个传感器信号可以包括例如发电机速度，转子速度，发电机扭矩需求，传动系加速度，一个或多个电信号，风速，俯仰角，系统操作状态和/或其函数。在另一个实施例中，（一个或多个）分类参数可以包括多个传感器信号的幅度中的差，多个传感器信号中的变化率，多个传感器信号的绝对值，或多个传感器信号的统计分析，和/或类似参数。

在另一个实施例中，使用一个或多个分类参数来确定所述故障是指示所述联接器的实际滑动还是无滑动事件可以包括使用所述多个传感器信号中的幅度中的差，所述多个传感器信号中的变化率，所述多个传感器信号的绝对值中的至少一个和/或所述多个传感器信号的统计分析以检测具有实际滑动的故障与仅具有无滑动事件的故障之间的差。

在另外的实施例中，该方法可以包括经由编程在控制器中的计算机实现的模型或云服务器使用多个传感器信号和实际滑动的持续时间来估计实际滑动的幅度。此外，控制器可以在线或离线使用。