一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统的制作方法

本技术涉及风电机组轴承状态在线监测，尤其涉及一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统。

背景技术：

1、风电机组变桨轴承因受设计、制造、材料、安装工艺、运行维护等因素影响，在长期交变载荷、冲击力矩及润滑不足等作用下易造成轴承内部结构损伤。由于变桨轴承更换难度大、成本高，停运时间长、故障损失较大。因此，利用在线监测手段监测分析轴承内部状态显得十分必要。由于变桨轴承低速重载、非完整周期转动的工况特点，导致其振动信号微弱，如何有效采集这些微弱信号，一直是行业难点，目前能够有效采集变桨轴承运行数据的在线监测装置属于行业空白。

2、现有的风电机组状态监测手段，只适用于传统的机械传动结构，如轴传动、齿轮传动，它们的特点是承受的载荷相对较低、高速旋转，并且是完整周期转动，各类故障产生的冲击信号强、衰减少，用常规传感器及数采设备即可采集到有效信号，且技术手段经过长期发展迭代，已相对成熟。但是，对于变桨轴承这类大型转盘式回转支承部件，其直径接近3米，且运行过程中要承受极大的交变载荷及倾覆力矩，具有频繁变动、摆动速度低、重载等工作特点，滚动体一直处于微动状态，现有的常规监测手段并不能实现对变桨轴承的故障预警及诊断，随着风机服役时间的推移，导致风电机组近年来变桨轴承故障与退化问题容易日渐突出，由此造成的经济损伤严重影响了发电企业的经济效益。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提供一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，实现了基于风机工况的数据自动采集策略及存储传输方式自动识别风机偏航、变桨动作智能算法，在判定风机偏航、变桨系统进行动作时，多通道同步采集振动、温度、声纹数据，共分为停机变桨、运行变桨、停机偏航、运行偏航4种工况采集。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

2、本实用新型提供了一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，所述系统包括数据信号采集单元、偏航轴承数据采集单元、变桨轴承数据采集单元和数据存储及传输单元；其中，

3、所述数据信号采集单元用于同步采集振动、温度和声音数据；

4、所述偏航轴承数据采集单元用于风电机组偏航轴承振动、温度、声音数据采集、数据预处理、数据存储及数据传输；

5、所述变桨轴承数据采集单元用于风电机组变桨轴承振动、温度、声音数据采集、数据预处理、数据存储及数据传输；

6、所述数据存储及传输单元用于将数据信号采集单元采集到的数据进行前端预处理后，进行临时存储或缓存，然后通过专用网络通道将数据传输至服务器。

7、进一步地，所述数据信号采集单元包括：振动、温度信号采集单元和声纹信号采集单元；其中，

8、所述振动、温度信号采集单元用于通过智能算法判断偏航、变桨轴承运行工况，不同工况匹配不同的数据采样带宽、时长及采样频率；以及用于实时数据采集轴承温度及环境温度，采集秒级数据；

9、所述声纹信号采集单元用于通过声音采集传感器与前置信号放大器对轴承异常撞击或摩擦声音进行放大和采集，同时过滤环境噪声。

10、进一步地，所述偏航轴承数据采集单元具体包括：双轴振动温度传感器、声音传感器和偏航数据采集器；其中，

11、所述双轴振动温度传感器用于偏航轴承振动及温度数据采集；

12、所述声音传感器用于偏航轴承运行时声音信号采集；

13、所述偏航数据采集器用于偏航轴承数据采集策略控制、数据预处理及数据通讯。

14、进一步地，所述偏航轴承数据采集单元中，所述双轴振动温度传感器的数量为3支；所述声音传感器的数量为1支。

15、进一步地，所述变桨轴承数据采集单元具体包括：双轴振动温度传感器、声音传感器和变桨数据采集器；其中，

16、所述双轴振动温度传感器用于变桨轴承振动及温度数据采集；

17、所述声音传感器用于变桨轴承运行时声音信号采集；

18、所述变桨数据采集器用于变桨轴承数据采集策略控制、数据预处理及数据通讯。

19、进一步地，所述变桨轴承数据采集单元中，所述双轴振动温度传感器的数量为3支；所述声音传感器的数量为3支。

20、进一步地，所述偏航轴承数据采集单元和所述变桨轴承数据采集单元的存储空间不低于4gb。

21、进一步地，所述偏航轴承数据采集单元和所述变桨轴承数据采集单元集成了1个以太网接口，1个无线通讯接口wlan，且支持移动、联通、电信三大运营商，2个rs485接口，支持modbus rtu协议。

22、进一步地，所述偏航轴承数据采集单元和所述变桨轴承数据采集单元的供电电压为12v、220vac，工作温度为-40℃～+85℃，大气压力为80kpa～106kpa，湿度≤95％，防护等级为ip65。

23、本实用新型的技术效果和优点：

24、本实用新型通过工况识别智能算法进行触发式数据采集，通过融合加速度信号、温度信号和声纹信号进行多元化、多通道数据采集方式及设备，且具备离线数据采集和存储，同时支持有线和无线的数据传输方式，实现了超低速超重载部件故障冲击信号的有效成分采集、存储和传输。

25、本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述系统包括数据信号采集单元、偏航轴承数据采集单元、变桨轴承数据采集单元和数据存储及传输单元；其中，

2.根据权利要求1所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述数据信号采集单元包括：振动、温度信号采集单元和声纹信号采集单元；其中，

3.根据权利要求1或2所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述偏航轴承数据采集单元具体包括：双轴振动温度传感器、声音传感器和偏航数据采集器；其中，

4.根据权利要求3所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述偏航轴承数据采集单元中，所述双轴振动温度传感器的数量为3支；所述声音传感器的数量为1支。

5.根据权利要求1或2所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述变桨轴承数据采集单元具体包括：双轴振动温度传感器、声音传感器和变桨数据采集器；其中，

6.根据权利要求5所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述变桨轴承数据采集单元中，所述双轴振动温度传感器的数量为3支；所述声音传感器的数量为3支。

7.根据权利要求1所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述偏航轴承数据采集单元和所述变桨轴承数据采集单元的存储空间不低于4gb。

8.根据权利要求7所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述偏航轴承数据采集单元和所述变桨轴承数据采集单元集成了1个以太网接口，1个无线通讯接口wlan，且支持移动、联通、电信三大运营商，2个rs485接口，支持modbus rtu协议。

9.根据权利要求7所述的一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，其特征在于，所述偏航轴承数据采集单元和所述变桨轴承数据采集单元的供电电压为12v、220vac，工作温度为-40℃～+85℃，大气压力为80kpa～106kpa，湿度≤95％，防护等级为ip65。

技术总结本技术公开了一种风电机组偏航、变桨轴承数据智能采集系统，涉及风电机组轴承状态在线监测技术领域，包括：数据信号采集单元、偏航轴承数据采集单元、变桨轴承数据采集单元和数据存储及传输单元；首先由数据信号采集单元进行对应数据采集，然后由偏航、变桨轴承数据采集单元将采集到的数据进行预处理，然后将处理后的数据通过数据存储及传输单元进行暂存和传输。本技术通过工况识别智能算法进行触发式数据采集，通过融合加速度信号、温度信号和声纹信号进行多元化、多通道数据采集方式及设备，且具备离线数据采集和存储，同时支持有线和无线的数据传输方式，实现了超低速超重载部件故障冲击信号的有效成分采集、存储和传输。技术研发人员：严得鑫,刘启栋,芦彪,许国祥,王海侠,左仲林,魏家强受保护的技术使用者：青海黄河风力发电有限责任公司技术研发日：20231206技术公布日：2024/7/18