CN104989602A - 一种风力发电机状态远程监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种风力发电机状态远程监测装置，属于风机检测技术领域，其特征在于是一种旨在解决风力发电机整机设备运行状态的实时检测问题，可同时对风力发电机的风力参数、机组状态参数和电气参数三方面进行信号采集，并通过信号处理分析对风力发电机状态进行在线检测识别和故障报警的装置。该装置解决了现有技术中风力发电机状态的在线检测多局限于单一环节检测的问题，在信号采集兼容性、数据通讯灵活性和在线监测能力方面具有明显优势，适用于特殊环境下风力发电机状态的远程监测，具有可靠性高，结构紧凑、安装方便、价格便宜等的优点。
Description
技术领域
本发明一种风力发电机状态远程监测装置，属于风机检测技术领域，该装置通过对风力发电机的风力参数、机组状态参数和电气参数的实时在线采集与分析处理，可实现对风力发电机运行状态的远程在线监测与故障报警。
背景技术
风力发电机是将风能转换成电能的设备，主要由叶片、轮毂、主轴、发电机、机舱和塔筒等部件组成。叶片捕捉风能，产生力矩带动主轴旋转，将风能转换为主轴的机械能，主轴带动发电机转子围绕发电机定子旋转，转子磁力线与定子绕组切割，将主轴的机械能转换成电能，并网输出。风力发电机的故障机理十分复杂，影响因素众多，传统的风力发电机检修采用定期维修的方式，风力发电机每运行2500h或者5000h进行一次例行维护，这种维护方式无法全面及时的了解风力发电机设备的运行状况，不能对风力发电机设备在运行中出现的故障实时报警，造成事后维修工作耗时长、损失严重。目前针对风力发电机运行状态的监测装置大多是针对一个或几个重要部件的局部检测，缺少对整机状态的一体化检测，监测装置在信号采集全面性、数据传输灵活性和在线分析能力方面明显不足，给实际监测和检修工作带来不便，价格也相对较高。
发明内容
本发明一种风力发电机状态远程监测装置，旨在解决风力发电机整机设备运行状态的实时检测问题，公开一种同时对风力发电机的风力参数、机组状态参数和电气参数三方面采集信号，并通过信号处理分析对风力发电机状态进行在线检测识别和故障报警的技术方案。
本发明一种风力发电机状态远程监测装置，其特征在于是一旨在解决风力发电机整机设备运行状态的实时检测问题，可同时对风力发电机的风力参数、机组状态参数和电气参数三方面进行信号采集，对风力发电机状态进行在线检测识别和故障报警的装置，该装置由风力发电机与信号采集处理两部分组成，其所述的风力发电机主要由叶片1、轮毂2、主轴3、发电机转子5、发电机定子6、塔筒10和机舱11组成；所述信号采集处理由压力传感器4、开停传感器7、 电压传感器8、 电流传感器9、温度传感器12、速度传感器13、风速风向仪14、加速度传感器15 、信号分配电路16、电流转电压电路17、滤波电路18 、多通道A/D转换电路19、开关量信号采集电路20、 单片机21 、液晶22、接口电路23 、GPRS模块24与上位机25组成；其中叶片1和轮毂2之间采用螺栓连接，压力传感器4用于检测螺栓连接部位的载荷，加速度传感器15用于检测主轴3的振动信号，速度传感器13用于检测发电机转子5的转速，温度传感器12用于检测发电机的温度，电压传感器8和电流传感器9分别用于检测发电机产生的电压和电流，风速风向仪14用于测量风向和风速，开停传感器7用于检测发电机的开停状态；信号分配电路16将采集到的4-20mA模拟量信号经电流转电压电路17、滤波电路18、多通道A/D转换电路19转换后接入单片机21，通过信号分配电路16实现对多个输出模拟量信号的循环采集，信号分配电路16将采集到的开停传感器7的开停状态这一开关量信号经开关量信号采集电路20接入单片机21，以识别电机的开停状态，模拟量信号及开关量信号均通过液晶22就地显示，同时经接口电路23以数据的形式串行传输到GPRS模块24， GPRS模块24通过移动网络将数据打包发送到互联网上，监控中心的上位机25在联网状态下接收GPRS模块24发送来的数据，并对风力发电机的运行状态进行远程监测。
本发明一种风力发电机状态远程监测装置，其优点在于：
1、本发明解决了现有技术中风力发电机状态的在线检测多局限于单一环节检测的问题。
2、本发明同时对风力发电机的风力参数、机组状态参数和电气参数三方面采集信号，并通过信号处理分析对风力发电机状态进行在线检测识别和故障报警。
3、本发明可同时对模拟量与开关量两种信号进行数据采集。
附图说明
图1 风力发电机状态远程监测装置示意图
1.叶片 2.轮毂 3.主轴 4.压力传感器 5.发电机转子 6.发电机定子 7.开停传感器 8.电压传感器 9.电流传感器 10.塔筒 11.机舱 12.温度传感器 13.速度传感器 14.风速风向仪 15.加速度传感器 16.信号分配电路 17.电流转电压电路 18.滤波电路 19.多通道A/D转换电路 20.开关量信号采集电路 21.单片机 22.液晶 23.接口电路 24.GPRS模块 25.上位机。
具体实施方式
实施方式1 ：
下面结合附图1对本发明一种风力发电机状态远程监测装置做进一步的说明。
按照附图1在叶片1和轮毂2之间的螺栓连接部位安装压力传感器4，用于检测螺栓所承受的载荷，在发电机转子5上安装速度传感器13，用于检测发电机转子5的转速，在主轴3上安装加速度传感器15用于检测主轴3的振动信号，在发电机定子6上安装电压传感器8、电流传感器9和温度传感器12，分别用于检测发电机产生的电压、电流和温度，在风速风向仪14上安装风向传感器和风速传感器，分别用于测量风向和风速。多参数测量传感器的输出信号分为模拟量信号和开关量信号两种，传感器输出的模拟量信号与ADC信号标准不一定一致，采集到的4-20mA模拟量信号经电流转电压电路17、滤波电路18、多通道A/D转换电路19后接入单片机21，通过信号分配电路16实现对多个输出模拟量信号的传感器的循环采集，开停传感器7采集到的开关量信号经开关量信号采集电路20接入单片机21进行处理和整合，从而识别电机的开停状态，模拟量信号及开关量信号均通过液晶22就地显示，同时经接口电路23以数据的形式串行传输到GPRS模块24，接口电路23用于实现单片机21的UART串口和GPRS模块24的RS232接口之间的电平转换及异步、全双工通讯，GPRS模块24通过移动网络将数据打包发送到互联网上，监控中心的上位机25在联网模式下接收GPRS模块24发送来的数据，上位机25以动态画面显示、趋势曲线分析、故障报警处理、数据库存储和访问等形式监测风力发电机的运行状态。
Claims (1)
1.一种风力发电机状态远程监测装置，是一种旨在解决风力发电机整机设备运行状态的实时检测问题，可同时对风力发电机的风力参数、机组状态参数和电气参数三方面进行信号采集，对风力发电机状态进行在线检测识别和故障报警的装置，该装置由风力发电机与信号采集处理两部分组成，其所述的风力发电机部分主要由叶片（1）、轮毂（2）、主轴（3）、发电机转子（5）、发电机定子（6）、塔筒（10）和机舱（11）组成；其特征在于所述信号采集处理部分由压力传感器（4）、开停传感器（7）、 电压传感器（8）、 电流传感器（9）、温度传感器（12）、速度传感器（13）、风速风向仪（14）、加速度传感器（15） 、信号分配电路（16）、电流转电压电路（17）、滤波电路（18） 、多通道A/D转换电路（19）、开关量信号采集电路（20）、 单片机（21）、液晶（22）、接口电路（23）、GPRS模块（24）与上位机（25）组成；其中叶片（1）和轮毂（2）之间采用螺栓连接，压力传感器（4）用于检测螺栓连接部位的载荷，加速度传感器（15）用于检测主轴（3）的振动信号，速度传感器（13）用于检测发电机转子（5）的转速，温度传感器（12）用于检测发电机的温度，电压传感器（8）和电流传感器（9）分别用于检测发电机产生的电压和电流，风速风向仪（14）用于测量风向和风速，开停传感器（7）用于检测发电机的开停状态；信号分配电路（16）将采集到的4-20mA模拟量信号经电流转电压电路（17）、滤波电路（18）、多通道A/D转换电路（19）转换后接入单片机（21），通过信号分配电路（16）实现对多个输出模拟量信号的循环采集，信号分配电路（16）将采集到的开停传感器（7）的开停状态这一开关量信号经开关量信号采集电路（20）接入单片机（21），以识别电机的开停状态，模拟量信号及开关量信号均通过液晶（22）就地显示，同时经接口电路（23）以数据的形式串行传输到GPRS模块（24）， GPRS模块（24）通过移动网络将数据打包发送到互联网上，监控中心的上位机（25）在联网状态下接收GPRS模块（24）发送来的数据，并对风力发电机的运行状态进行远程监测。
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