CN106441873A - 一种风力发电机齿轮箱故障预警系统 - Google Patents

一种风力发电机齿轮箱故障预警系统 Download PDF

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孙丛丛
王致杰
王庆泽
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    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机齿轮箱故障预警系统，包括风力发电机齿轮箱，所述故障预警系统包括：数据采集模块，与所述风力发电机齿轮箱连接，以采集所述风力发电机齿轮箱的有效振动信号；数据预处理模块，与所述数据采集模块连接，以实现对采集到的所述有效振动信号进行滤波，提取有效特征参量；故障预警模块，与所述数据预处理模块连接，预存有所述风力发电机齿轮箱的标准特征参量，以根据所述有效特征参量与所述标准特征参量来实现所述风力发电机齿轮箱故障预警；数据显示模块，与所述故障预警模块连接，以显示所述故障预警结果。本发明能识别风力发电机齿轮箱故障，保证风力发电机齿轮箱安全运行，降低运行成本，提高工作效率。

Description

一种风力发电机齿轮箱故障预警系统
技术领域
本发明涉及风力发电机故障预警领域，特别涉及一种风力发电机齿轮箱故障预警系统。
背景技术
随着风力发电在全球范围内持续快速发展，暴露出风力发电机故障频繁，维护成本过高等问题，这严重制约了我国风力发电事业的持续发展。搭建有效的风力发电机在线状态监测系统，实现对风力发电机运行状态的监测及故障的预警，能够减少故障发生频率，避免造成重大的损失，提高运行效率。传统监测方法通常是将采集到的信号通过专业人士利用信号处理方法对信号进行分析，实现对设备运行状态的评估，这耗费了大量的人力与时间，严重降低了设备监测的效率。随着人工智能算法在状态监测领域的不断发展，使风力发电机运行状态在线智能监测成为可能，将人工智能算法与监测系统有效结合将会进一步降低运行成本，提高工作效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种风力发电机齿轮箱故障预警系统，能够对风力发电机齿轮箱的运行状态进行监测，识别风力发电机齿轮箱故障，保证风力发电机齿轮箱安全运行，降低运行成本，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种风力发电机齿轮箱故障预警系统，包括风力发电机齿轮箱，所述故障预警系统包括：数据采集模块，与所述风力发电机齿轮箱连接，以采集所述风力发电机齿轮箱的有效振动信号；数据预处理模块，与所述数据采集模块连接，以实现对采集到的所述有效振动信号进行滤波，提取有效特征参量；故障预警模块，与所述数据预处理模块连接，预存有所述风力发电机齿轮箱的标准特征参量，以根据所述有效特征参量与所述标准特征参量来实现所述风力发电机齿轮箱故障预警；数据显示模块，与所述故障预警模块连接，以显示所述故障预警结果，便于工作人员直观评估所述风力发电机齿轮箱运行状态。
进一步，数据采集模块包括振动传感器与数据采集卡，所述振动传感器与数据采集卡连接。
进一步，振动传感器为压电式加速度传感器。
进一步，振动传感器设置多个，通过磁力座安装于所述风力发电机齿轮箱外部多处。
进一步，磁力座的磁力为12kg。
进一步，数据预处理模块为无限冲击响应数字滤波器或有限冲击响应数字滤波器。
进一步，故障预警模块包括离线训练模块与在线动态监测模块。
进一步，数据显示模块为显示器。
本发明的优点在于：
1.结构简单，操作简易，灵活性强，应用范围广，具有较高的科学与商业用途；
2.能够对风力发电机齿轮箱的运行状态进行监测，识别风力发电机齿轮箱故障，保证风力发电机齿轮箱安全运行，降低运行成本，提高工作效率；
3.振动传感器通过磁力座安装，能够灵活使用，循环利用；
4.在风力发电机齿轮箱外部多处安装振动传感器，实现对风力发电机齿轮箱振动信号的充分采集，保证故障预警的准确性。
附图说明
图1是本发明提出的一种风力发电机齿轮箱故障预警系统的结构框图；
图2是本发明提出的一种风力发电机齿轮箱故障预警系统的振动传感器的安装分布图。
附图标记：1、风力发电机齿轮箱；2、振动传感器；3、磁力座。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1-2所示，本发明提出的一种风力发电机齿轮箱故障预警系统，包括风力发电机齿轮箱1，所述故障预警系统包括：数据采集模块，与所述风力发电机齿轮箱1连接，以采集所述风力发电机齿轮箱1的有效振动信号，所述数据采集模块包括振动传感器2与数据采集卡，所述振动传感器2与数据采集卡连接，所述振动传感器2设置多个，通过磁力座3安装于所述风力发电机齿轮箱1外部多处；数据预处理模块，与所述数据采集模块连接，以实现对采集到的所述有效振动信号进行滤波，提取有效特征参量；故障预警模块，与所述数据预处理模块连接，预存有所述风力发电机齿轮箱1的标准特征参量，以根据所述有效特征参量与所述标准特征参量来实现所述风力发电机齿轮箱1故障预警，所述故障预警模块包括离线训练模块与在线动态监测模块；数据显示模块，与所述故障预警模块连接，以显示所述故障预警结果，便于工作人员直观评估所述风力发电机齿轮箱1运行状态。
由于每台风力发电机齿轮箱1的工作环境不同以及生产与安装存在差异性，采用统一的故障预警标准特征参量，将不能准确实现对每台风力发电机齿轮箱1运行状态的故障预警功能。因此每台风力发电机齿轮箱1都需设定一个适合自身运行状态的故障预警标准特征参量，而实现这一功能的关键就是离线训练模块对故障预警标准特征参量的设定。
启动离线训练模块的工作流程：首先选取待监测风力发电机齿轮箱1一段时间正常运行的监测数据，通过数据预处理模块对其进行平滑滤波去除高频噪声，对滤波后的数据进行时域和频域特征参量的提取，将提取到的特征参量传给离线训练模块，选取其他正常运行的监测数据进行检验，求取特征参量残差，最终确定故障预警标准特征参量。
启动在线动态监测模块的工作流程：风力发电机开始运行；数据采集卡通过振动传感器2对风力发电机齿轮箱1的有效振动信号进行采集；数据预处理模块对有效振动信号进行平滑滤波去除高频噪声，提取时域和频域有效特征参量；在线动态监测模块对有效特征参量与故障预警标准特征参量进行对比，当超出故障预警标准特征参量范围，发出故障预警信号，工作人员将风力发电机停止运行；数据显示模块显示故障预警结果。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域的技术人员了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种风力发电机齿轮箱故障预警系统，包括风力发电机齿轮箱，其特征在于：所述故障预警系统包括：数据采集模块，与所述风力发电机齿轮箱连接，以采集所述风力发电机齿轮箱的有效振动信号；数据预处理模块，与所述数据采集模块连接，以实现对采集到的所述有效振动信号进行滤波，提取有效特征参量；故障预警模块，与所述数据预处理模块连接，预存有所述风力发电机齿轮箱的标准特征参量，以根据所述有效特征参量与所述标准特征参量来实现所述风力发电机齿轮箱故障预警；数据显示模块，与所述故障预警模块连接，以显示所述故障预警结果，便于工作人员直观评估所述风力发电机齿轮箱运行状态。
2.根据权利要求1所述故障预警系统，其特征在于：所述数据采集模块包括振动传感器与数据采集卡，所述振动传感器与数据采集卡连接。
3.根据权利要求2所述故障预警系统，其特征在于：所述振动传感器为压电式加速度传感器。
4.根据权利要求2所述故障预警系统，其特征在于：所述振动传感器设置多个，通过磁力座安装于所述风力发电机齿轮箱外部多处。
5.根据权利要求4所述故障预警系统，其特征在于：所述磁力座的磁力为12kg。
6.根据权利要求1所述故障预警系统，其特征在于：所述数据预处理模块为无限冲击响应数字滤波器或有限冲击响应数字滤波器。
7.根据权利要求1所述故障预警系统，其特征在于：所述故障预警模块包括离线训练模块与在线动态监测模块。
8.根据权利要求1所述故障预警系统，其特征在于：所述数据显示模块为显示器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115728057A (zh) * 2022-11-03 2023-03-03 华能国际电力股份有限公司安徽风电分公司 一种风力发电机组齿轮箱振动监测与故障诊断方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103234746A (zh) * 2013-03-28 2013-08-07 华南理工大学 一种风电机组齿轮箱在线故障诊断装置及方法
US20140046614A1 (en) * 2011-03-11 2014-02-13 Hexagon Technology Center Gmbh Wear-monitoring of a gearbox in a power station
CN204202871U (zh) * 2014-11-05 2015-03-11 中国三峡新能源公司 一种风电机组齿轮箱状态评估装置
CN205025689U (zh) * 2015-10-15 2016-02-10 国家电网公司 风力发电机齿轮箱预警装置
CN205262743U (zh) * 2015-10-21 2016-05-25 沈阳工业大学 一种大型风力机主轴承运行状态监测及故障预警系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140046614A1 (en) * 2011-03-11 2014-02-13 Hexagon Technology Center Gmbh Wear-monitoring of a gearbox in a power station
CN103234746A (zh) * 2013-03-28 2013-08-07 华南理工大学 一种风电机组齿轮箱在线故障诊断装置及方法
CN204202871U (zh) * 2014-11-05 2015-03-11 中国三峡新能源公司 一种风电机组齿轮箱状态评估装置
CN205025689U (zh) * 2015-10-15 2016-02-10 国家电网公司 风力发电机齿轮箱预警装置
CN205262743U (zh) * 2015-10-21 2016-05-25 沈阳工业大学 一种大型风力机主轴承运行状态监测及故障预警系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张欣欣: "风力发电机齿轮箱故障预警方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115728057A (zh) * 2022-11-03 2023-03-03 华能国际电力股份有限公司安徽风电分公司 一种风力发电机组齿轮箱振动监测与故障诊断方法

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