用于监测用于风力涡轮的轴承的损坏的系统和方法与流程

本公开大体上涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于针对损坏来监测轴承以及接合到和/或邻近风力涡轮的轴承的构件的系统和方法。

背景技术：

1、风功率被认为是目前可获得的最清洁、最环保的能源之一，并且在该方面，风力涡轮在已得到增加的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、生成器、变速箱、机舱以及经由转子毂接合到机舱的一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理从风捕获动能，并通过旋转能传输动能以转动转子毂。旋转的转子毂转动轴，该轴将转子毂联接到变速箱，或如果不使用变速箱，则直接联接到生成器。然后，生成器将机械能转换为可部署到公用电网的电能。

2、一些风力涡轮具有大构件(例如，长转子叶片)以帮助风力涡轮产生更多电能。然而，较大的构件常常使风力涡轮的其它构件承受增加的负载(例如，不对称负载)。例如，与长转子叶片相关联的不对称负载可能是变化风况、偏航失准、桨距失准等的结果，并且不对称负载可能造成接合到长转子叶片的其它构件(例如变桨轴承)和/或邻近结构(例如，在每个转子叶片和转子毂的对接部处邻近变桨轴承的结构，诸如每个转子叶片的叶片根部和/或转子毂的毂本体)的应变或损坏。

3、例如，轴承(诸如风力涡轮的变桨轴承或偏航轴承)有规律地经历一种或多种负载。负载可为归因于风力涡轮操作而导致的平均负载以及归因于变化环境条件而导致的动态波动负载的结果。因而，负载可造成接合到和/或邻近风力涡轮的轴承的其它构件的应变或损坏。在更糟糕的场景下，过度的应变和/或损坏可造成轴承失效。例如，变桨轴承的失效可迫使风力涡轮停机和维修。因此，风力涡轮运营商可归因于风力涡轮的停机时间而遭受重大损失。

4、鉴于上文提到的情况，需要用于监测轴承和/或接合到和/或邻近轴承的构件的系统和方法，其可提供关于相关联损坏的早期预警信号。

技术实现思路

1、本公开的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或可从描述清楚，或可通过本公开的实践而获知。

2、在一方面，本公开针对一种用于监测风力涡轮的回转环轴承的损坏的方法。该方法的实施例包括将至少一个光纤传感器布置成邻近回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者或至少部分地布置在回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上。该方法的实施例还包括经由控制器接收来自至少一个光纤传感器的信号，该信号指示与回转环轴承相关联的一个或多个变化。该方法的实施例还包括经由控制器将与回转环轴承相关联的一个或多个变化与损坏阈值比较。该方法的实施例还包括当一个或多个变化超过损坏阈值时经由控制器实施控制动作，以防止或最小化回转环轴承发生进一步损坏。

3、在又一方面，本公开针对一种用于监测用于风力涡轮的回转环轴承的损坏的系统。该系统的实施例包括至少一个光纤传感器，该光纤传感器布置成邻近转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者或至少部分地布置在回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上。该系统的实施例还包括通信地联接到该至少一个光纤传感器的控制器，该控制器配置成执行多个操作，该多个操作包括：接收来自至少一个光纤传感器的一个或多个传感器信号，该一个或多个传感器信号指示与回转环轴承或邻近回转环轴承的结构相关联的一个或多个变化；将与回转环轴承或邻近回转环轴承的结构相关联的一个或多个变化与损坏阈值比较；以及当一个或多个变化超过损坏阈值时实施控制动作，以防止或最小化回转环轴承或邻近回转环轴承的结构发生进一步损坏。

4、本公开的这些及其它特征、方面和优点将参考以下描述和所附权利要求书变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同描述用于阐释本公开的原理。

技术特征：

1.一种用于监测风力涡轮的回转环轴承的损坏的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个光纤传感器布置成邻近所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者或至少部分地布置在所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上进一步包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个光纤传感器布置成邻近所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者或至少部分地布置在所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上进一步包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将至少一个光纤传感器布置成至少部分地邻近所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者或至少部分地布置在所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上进一步包括：

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括比较来自所述多个光纤传感器的信号以评估在所述回转环轴承中发生的损坏。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，分析所述反射和传输的多个脉冲以产生指示应变的所述信号进一步包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述回转环轴承相关联的一个或多个变化包括应变、温度和变形中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个光纤传感器是纤布拉格光栅光纤束。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，将至少一个光纤传感器至少部分地布置在所述回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上进一步包括：

技术总结本发明涉及用于监测用于风力涡轮的轴承的损坏的系统和方法。具体而言，一种用于监测风力涡轮的回转环轴承的损坏的方法，包括将至少一个光纤传感器布置成邻近回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者或至少部分地布置在回转环轴承的内座圈或外座圈中的至少一者上。此外，该方法包括经由控制器接收来自至少一个光纤传感器的信号，该信号指示与回转环轴承相关联的一个或多个变化。该方法还包括经由控制器将与回转环轴承相关联的一个或多个变化与损坏阈值比较。此外，该方法包括当一个或多个变化超过损坏阈值时经由控制器实施控制动作，以防止或最小化回转环轴承发生进一步损坏。技术研发人员：D·C·帕图沃特,V·R·布拉瓦拉受保护的技术使用者：通用电气可再生能源西班牙有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23