CN109239598A - 轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构及检测方法，解决了如何准确测量得到发生轴承电蚀风力发电机的轴电流数值的难题。在AS端轴承内盖（1）的内侧面上设置有AS端绝缘支撑架（2），在AS端绝缘支撑架（2）上设置有AS端罗氏检测线圈（4），AS端罗氏检测线圈（4）是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，AS端罗氏检测线圈（4）通过AS端绝缘绑扎带（3）与AS端绝缘支撑架（2）绑扎固定在一起，AS端罗氏检测线圈（4）通过AS端解码器（5）与示波器（11）电连接在一起。本发明的测量结构简单，操作容易，能较准确地测量得到轴电流的数值。

Description

轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构及检测方法

技术领域

本发明涉及一种风力发电机轴承绝缘结构缺陷的检测机构，特别涉及一种检测已发生轴承电蚀的风力发电机所存在的结构缺陷的检测机构及检测方法。

背景技术

据统计，风力发电机轴承故障占据了风力发电机故障总数的50%以上，风力发电机的轴承故障，已成为影响发电机可靠性的主要因素；轴承故障主要表现在轴承电蚀、润滑、轴承超温和异响等几个方面，其中轴承电蚀为主要故障。轴承电蚀又称飞弧或电弧，风力发电机轴承中均使用了润滑脂，润滑脂在轴承的内圈、外圈、滚动体之间会产生油膜，该油膜很薄，一般为0.005毫米厚，当有电压加载在油膜上，并超过了油膜阈值电压或者超过轴承允许值后，电机轴电流就会击穿该油膜，造成轴承内圈、外圈、滚动体之间的直接机械接触，形成电流回路，使接触的表面出现局部熔融现象，对轴承的沟道造成损伤，引起轴承早期失效，这就是形成轴承电蚀的基本原因。因此，在设计风力发电机时，如何正确地选择合适的轴承绝缘结构，使风力发电机在运行时，加载在风力发电机的轴承油膜上的轴电压值小于轴承的最大油膜阀值，是现场设计中急需要参考的指标，而对发生轴承电蚀的风力发电机结构缺陷的检测，可对此类型风力发电机的改进设计起到立竿见影的借鉴作用。此外，风力发电机在装配过程中，由于操作的不规范，会造成风力发电机中磁路结构不对称现象的发生，导致风力发电机一端轴电流增大，诱发该端轴承电蚀现象的发生；如何检测判断风力发电机是否存在装配中发生了磁路结构不对的现象，也是现场急需要解决的另一个难题。

发明内容

本发明提供了一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构及检测方法，解决了如何准确测量得到发生轴承电蚀风力发电机的轴电流数值的难题，为同类型风力发电机的改进设计提供了直接的借见参数。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：先选择一台发生轴承电蚀现象的风力发电机，制作罗氏线圈测量机构，在电机两端轴承内盖的内侧分别安装罗氏线内圈测量机构，在风力发电机额定工况下，采集轴电流波形，对电流的峰值、有效值、频率及方向进行分析，为电机轴承绝缘的选择及电机磁路结构安装是否对称提供第一手参考资料。

一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构，包括轴承电蚀风力发电机的AS端轴承内盖和轴承电蚀风力发电机的BS端轴承内盖，在AS端轴承内盖的内侧面上设置有AS端绝缘支撑架，在AS端绝缘支撑架上设置有AS端罗氏检测线圈，AS端罗氏检测线圈是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，AS端罗氏检测线圈通过AS端绝缘绑扎带与AS端绝缘支撑架绑扎固定在一起， AS端罗氏检测线圈通过AS端解码器与示波器电连接在一起。

在BS端轴承内盖的内侧面上设置有BS端绝缘支撑架，在BS端绝缘支撑架上设置有BS端罗氏检测线圈，BS端罗氏检测线圈是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，BS端罗氏检测线圈通过BS端绝缘绑扎带与BS端绝缘支撑架绑扎固定在一起，BS端罗氏检测线圈通过BS端解码器与示波器电连接在一起。

一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测方法，包括以下步骤：

第一步、选取已发生轴承电蚀的风力发电机；

第二步、在选取风力发电机的AS端轴承内盖的内侧面上设置AS端绝缘支撑架，在AS端绝缘支撑架上设置AS端罗氏检测线圈，将AS端罗氏检测线圈环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上，AS端罗氏检测线圈通过AS端解码器与示波器电连接在一起；

第三步、在选取风力发电机的BS端轴承内盖的内侧面上设置BS端绝缘支撑架，在BS端绝缘支撑架上设置BS端罗氏检测线圈，BS端罗氏检测线圈环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上，BS端罗氏检测线圈通过BS端解码器与示波器电连接在一起；

第四步、分别在选取风力发电机空载工况下和额定工况下，测量得到选取风力发电机AS端的轴电流波形和选取风力发电机BS端的轴电流波形；

第五步、根据测量得到的选取风力发电机AS端的轴电流波形和选取风力发电机BS端的轴电流波形，计算得到轴承电蚀风力发电机，并分析判断风力发电机中磁路结构不对称现象的发生程度。

本发明的测量结构简单，操作容易，能较准确地测量得到轴电流的数值，通过电机两端的轴电流波形的分析，基本可判断出轴承电蚀风力发电机结构缺陷。

附图说明

图1是本发明的测试结构示意图；

图2是本发明测试得到的风力发电机两端轴电流的波形图；

其中，横轴为X轴，表示时间，每格5ms；纵轴为Y轴，表示电流幅值，每格20A，图中幅值较大的为AS端轴电流波形图，其峰值为56A，有效值为35.7A；幅值较小的为BS端轴电流波形图，其峰值为24A，有效值为14.2A，上排10.00ms/表示横轴时间比例，右侧2.50MSa/s表示采样速度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构，包括轴承电蚀风力发电机的AS端轴承内盖1和轴承电蚀风力发电机的BS端轴承内盖6，在AS端轴承内盖1的内侧面上设置有AS端绝缘支撑架2，在AS端绝缘支撑架2上设置有AS端罗氏检测线圈4，AS端罗氏检测线圈4是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，AS端罗氏检测线圈4通过AS端绝缘绑扎带3与AS端绝缘支撑架2绑扎固定在一起， AS端罗氏检测线圈4通过AS端解码器5与示波器11电连接在一起。

在BS端轴承内盖6的内侧面上设置有BS端绝缘支撑架7，在BS端绝缘支撑架7上设置有BS端罗氏检测线圈9，BS端罗氏检测线圈9是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，BS端罗氏检测线圈9通过BS端绝缘绑扎带8与BS端绝缘支撑架7绑扎固定在一起，BS端罗氏检测线圈9通过BS端解码器10与示波器11电连接在一起。

一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测方法，包括以下步骤：

第一步、选取已发生轴承电蚀的风力发电机；

第二步、在选取风力发电机的AS端轴承内盖1的内侧面上设置AS端绝缘支撑架2，在AS端绝缘支撑架2上设置AS端罗氏检测线圈4，将AS端罗氏检测线圈4环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上，AS端罗氏检测线圈4通过AS端解码器5与示波器11电连接在一起；

第三步、在选取风力发电机的BS端轴承内盖6的内侧面上设置BS端绝缘支撑架7，在BS端绝缘支撑架7上设置BS端罗氏检测线圈9，BS端罗氏检测线圈9环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上，BS端罗氏检测线圈9通过BS端解码器10与示波器11电连接在一起；

第四步、分别在选取风力发电机空载工况下和额定工况下，测量得到选取风力发电机AS端的轴电流波形和选取风力发电机BS端的轴电流波形；

第五步、根据测量得到的选取风力发电机AS端的轴电流波形和选取风力发电机BS端的轴电流波形，计算得到轴承电蚀风力发电机，并分析判断风力发电机中磁路结构不对称现象的发生程度。

本发明将罗氏检测线圈设置在电机轴承内盖的内侧，实现了对轴电流的完整采集；而传统的采集方法是在电机轴承外盖的外侧，由于轴承接地线的存在，使这种采集方法无法采集到整个轴电流。

Claims (3)

1.一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构，包括轴承电蚀风力发电机的AS端轴承内盖（1）和轴承电蚀风力发电机的BS端轴承内盖（6），其特征在于，在AS端轴承内盖（1）的内侧面上设置有AS端绝缘支撑架（2），在AS端绝缘支撑架（2）上设置有AS端罗氏检测线圈（4），AS端罗氏检测线圈（4）是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，AS端罗氏检测线圈（4）通过AS端绝缘绑扎带（3）与AS端绝缘支撑架（2）绑扎固定在一起， AS端罗氏检测线圈（4）通过AS端解码器（5）与示波器（11）电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测机构，其特征在于，在BS端轴承内盖（6）的内侧面上设置有BS端绝缘支撑架（7），在BS端绝缘支撑架（7）上设置有BS端罗氏检测线圈（9），BS端罗氏检测线圈（9）是环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上的，BS端罗氏检测线圈（9）通过BS端绝缘绑扎带（8）与BS端绝缘支撑架（7）绑扎固定在一起，BS端罗氏检测线圈（9）通过BS端解码器（10）与示波器（11）电连接在一起。

3.一种轴承电蚀风力发电机结构缺陷检测方法，包括以下步骤：

第一步、选取已发生轴承电蚀的风力发电机；

第二步、在选取风力发电机的AS端轴承内盖（1）的内侧面上设置AS端绝缘支撑架（2），在AS端绝缘支撑架（2）上设置AS端罗氏检测线圈（4），将AS端罗氏检测线圈（4）环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上，AS端罗氏检测线圈（4）通过AS端解码器（5）与示波器（11）电连接在一起；

第三步、在选取风力发电机的BS端轴承内盖（6）的内侧面上设置BS端绝缘支撑架（7），在BS端绝缘支撑架（7）上设置BS端罗氏检测线圈（9），BS端罗氏检测线圈（9）环绕在轴承电蚀风力发电机的转轴上，BS端罗氏检测线圈（9）通过BS端解码器（10）与示波器（11）电连接在一起；

第四步、分别在选取风力发电机空载工况下和额定工况下，测量得到选取风力发电机AS端的轴电流波形和选取风力发电机BS端的轴电流波形；

第五步、根据测量得到的选取风力发电机AS端的轴电流波形和选取风力发电机BS端的轴电流波形，计算得到轴承电蚀风力发电机，并分析判断风力发电机中磁路结构不对称现象的发生程度。