一种风电机组振动检测装置及检测方法与流程

，更具体的是涉及一种风电机组振动检测装置及检测方法。

背景技术：

1、风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成；风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电；

2、在正常使用时为了提高其使用寿命，需要对整体运行时的振动进行全面检测，现有技术在进行检测时往往只对单一的设备进行检测，使得整体检测范围较小，无法满足正常检测所需，若采用增加传感器的方式则对现场控制分析端增加了计算压力的同时无法对振动数据实时监控管理；进而导致整体的智能化管理与操控水平较低，影响正常使用；

3、因此，如何提供一种能够全面获取风电机组振动信息、降低分析过程的计算压力、能够远程监控管理的风电机组振动检测装置及检测方法成为本领域待于解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

2、一种风电机组振动检测装置，包括：

3、测点划定模块，其用于根据风电机组各部件的功能对所述风电机组各部件进行区域划分，并根据所划分的区域预先设定对应数量的测点，生成测点位置数据；

4、振动传感组件，其与所述测点划定模块和所述风电机组各部件连接，根据各个测点位置数据对应设置在所述风电机组各部件上，用于检测所述风电机组各部件的振动数据；

5、数据分析模块，其与所述振动传感组件连接，用于获取并分析所述风电机组各部件的振动数据，生成故障分析结果，并将其以指令形式发送至所述风电机组各部件，远程控制风电机组运行；

6、故障报警模块，其与所述数据分析模块连接，用于根据故障分析结果提供对应的报警信号，为检修人员提供警示。

7、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述风电机组各部件包括：

8、塔筒，其通过支撑底盘固定在地面上；

9、安装仓，其与所述塔筒顶端固定连接，所述安装仓的外侧套设有套环，所述套环的外侧固定连接有等距分布的扇叶，所述扇叶用于带动所述套环旋转；

10、风机主轴，其首端与所述套环连接，末端向所述安装仓内延伸，所述风机主轴能够跟随所述套环旋转；

11、齿轮箱，其输入端与所述风机主轴的末端固定连接，用于跟随所述风机主轴转动，并通过内部的转动齿轮改变输出端的转速；

12、发电机，其与所述齿轮箱输出端固定连接，用于接收所述齿轮箱输出端的机械能并转换为电能；

13、现场控制设备，其设置于所述安装仓内，用于承载风电机组运行所需的运行控制器，所述运行控制器用于根据指令控制所述扇叶的转速、角度以及所述发电机的电压和频率。

14、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述测点划定模块包括：

15、区域选定单元，用于根据所述风电机组各部件的功能将其分别划分为框架结构区域、发电结构区域、传动结构区域和变速结构区域；所述框架结构区域覆盖的部件为所述塔筒，所述发电结构区域覆盖的部件为所述发电机，所述传动结构区域覆盖的部件为所述风机主轴，所述变速结构区域覆盖的部件为所述齿轮箱；

16、测点设定单元，其与所述区域选定单元连接，用于获取各个区域对应覆盖的部件的位置信息，生成框架测点位置数据、发电测点位置数据、传动测点位置数据以及变速测点位置数据。

17、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述振动传感组件包括：

18、第一振动传感器，其与所述测点设定单元和所述塔筒连接，用于根据框架测点位置数据安装于所述塔筒外壁的对应位置处，用于检测所述框架结构区域的振动情况；

19、第二振动传感器，其与所述测点设定单元和所述发电机连接，用于根据发电测点位置数据安装于所述发电机外侧的对应位置处，用于检测所述发电结构区域的振动情况；

20、第三振动传感器，其与所述测点设定单元和所述风机主轴连接，用于根据传动测点位置数据安装于所述风机主轴外侧的对应位置处，用于检测所述传动结构区域的振动情况；

21、第四振动传感器，其与所述测点设定单元和所述齿轮箱连接，用于根据变速测点位置数据安装于所述齿轮箱外侧的对应位置处，用于检测所述变速结构区域的振动情况。

22、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述振动传感组件还包括：

23、所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器以及所述第四振动传感器检测到的振动情况为各区域的振动加速度数据、振动速度数据、振动位移数据以及频谱分析数据。

24、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述数据分析模块包括：

25、主控板，其固定连接于所述现场控制设备内部，用于承载控制芯片；

26、所述控制芯片，其设置于所述主控板上，并与所述主控板、所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器以及所述第四振动传感器电性连接；用于实时接收各传感器获取的振动情况，并进行初步处理；

27、无线信号收发器，其设置于所述安装仓顶部，并与所述控制芯片和所述运行控制器信号连接；所述无线信号收发器用于接收经过所述控制芯片初步处理后的振动情况信息，将其无线传输至终端设备上；所述无线信号收发器实时接收所述终端设备传递的故障控制指令，并将其发送至所述运行控制器，控制所述风电机组各设备的运行；

28、所述终端设备，其与所述无线信号收发器信号连接，用于接收振动情况信息，还原振动数据；所述终端设备内含有振动分析单元，所述振动分析单元从还原的振动数据中提取特征信息，并进行故障诊断和评估，生成对应级别的故障控制指令，并输出对应的故障分析结果；所述终端设备将故障控制指令无线传输至所述无线信号收发器。

29、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述振动分析单元的分析过程包括：

30、实时存储各时刻接收到的各区域的振动加速度数据、振动速度数据、振动位移数据以及频谱分析数据；

31、预设分析时段，将本时刻以及本时刻前所述预设分析时段内的振动数据列为分析项；

32、获取分析项中各区域的振动加速度数据、振动速度数据、振动位移数据，分别绘制以时间为横坐标、以数值为纵坐标的加速度曲线图、速度曲线图以及位移曲线图；

33、计算各区域加速度曲线图、速度曲线图以及位移曲线图中本时刻点的曲线斜率，生成本时刻各个部件加速度斜率数据a、速度斜率数据v以及位移斜率数据x；

34、根据各区域在当前时刻的频谱分析数据分析振动的频率分布，识别特定频率的振动成分，将其与预设特征进行对比，判断是否存在异常振动；

35、当该区域存在异常振动时，将该区域对应的加速度斜率数据a、速度斜率数据v以及位移斜率数据x分别与预设加速度斜率值a0、预设速度斜率值v0以及预设位移斜率值x0进行对比；

36、当a>a0时，生成对比结果为故障信息一；

37、当v>v0时，生成对比结果为故障信息二；

38、当x>x0时，生成对比结果为故障信息三；

39、当故障信息一、故障信息二和故障信息三同时存在时，生成一级故障控制指令；当存在任意两个故障信息时，生成二级故障控制指令；当存在任意一个故障信息时，生成三级故障控制指令；当不存在故障信息时，不生成指令。

40、优选的，在上述的一种风电机组振动检测装置中，所述故障报警模块包括：

41、显示单元，其设置于所述终端设备上，并与所述振动分析单元连接，用于显示故障分析结果；

42、报警单元，其设置于所述终端设备上，并与所述振动分析单元连接，用于根据所述振动分析单元生成故障控制指令的级别生成对应的报警信号，通过所述终端设备语音播报故障区域信息。

43、一种风电机组振动检测方法，包括以下步骤：

44、步骤一，根据风电机组各部件的功能对所述风电机组各部件进行区域划分，划分为框架结构区域、发电结构区域、传动结构区域和变速结构区域；在各个区域上设置对应多个测点位置；

45、步骤二，在各个测点位置上分别固定安装所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器以及所述第四振动传感器；用于检测各区域的振动情况；

46、步骤三，在风机控制端上设置所述主控板，并在所述主控板上安装所述控制芯片；通过所述控制芯片将所述主控板、所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器以及所述第四振动传感器电性连接，实时接收各传感器获取的振动情况，并进行初步处理；

47、步骤四，通过无线传输的方式将初步处理后的振动数据发送至所述终端设备上进行数据分析，从振动数据中提取故障特征，并进行故障诊断和评估，生成各区域的故障分析结果和故障控制指令；

48、步骤五，通过无线传输的方式将故障控制指令发送至所述风机控制端，所述风机控制端根据预设准则控制风机运行动作；

49、步骤六，通过所述终端设备显示故障分析结果，并向检修人员对应做出报警动作。

50、优选的，在上述的一种风电机组振动检测方法中，还包括：

51、所述步骤一中的测点位置按照对应的区域分别为所述塔筒外壁、所述发电机外侧、所述风机主轴外侧以及所述齿轮箱外侧；

52、所述步骤二中的振动情况为各区域的振动加速度数据、振动速度数据、振动位移数据以及频谱分析数据；

53、所述步骤三中初步处理为对各区域振动数据通过信号处理电路进行放大、滤波、解调以及分类整合。

54、经由上述的技术方案可知，本技术与现有技术相比，其有益效果在于：

55、本发明提供了一种风电机组振动检测装置及检测方法，通过测点划定模块划分风电机组各部件所对应的区域并确定测点位置数据，振动传感组件根据测点位置数据检测各区域的振动数据；数据分析模块获取并远程分析振动数据，根据分析原则快速生成故障分析结果，通过指令形式远程控制风电机组的运行；故障报警模块根据故障分析结果提供报警信号，为检修人员提供警示；本发明能够及时发现异常振动情况并进行故障诊断，实现对风电机组的实时监测和远程管理，提高了安全性和可靠性，通过分级分析的方式快速生成诊断结果，减少了停机维护时间。

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