CN113153650A - 一种风电机组的故障监测装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电机组的故障监测装置及其使用方法，包括支撑管，支撑管连接有机箱，机箱内设有发电机，发电机上连接有第一转轴，第一转轴连接有齿轮箱，齿轮箱上连接有第二转轴，第二转轴穿过机箱连接有安装头，安装头上连接有叶片，机箱底部设有叶片转速检测组件，机箱内设有震动检测组件，机箱顶部设有风速检测组件，机箱内设有噪声检测组件和电机转速检测组件；通过震动检测组件对转轴的震动进行检测，当出现异常震动时发射信号给外部终端，通过噪声检测组件对机箱内部的噪声进行检测，根据噪声判断机箱内部是否存在故障，通过对风速、叶片转速和发电机电机转速分别进行检测，判断叶片和发电机是否故障，对风电机组的故障监测效果好。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组故障监测技术领域，具体为一种风电机组的故障监测装置及其使用方法。
背景技术
随着风力发电技术的日新月异及国内优质风力资源的不断匮乏，近年来大兆瓦、低风速机型的风力发电机组不断涌现，海上型大兆瓦紧凑型机组的研发与投产也取得了实质性的进展。风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成；风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。
在风电机组的运行过程中，风电机组的一些元器件可能会发生故障，若这些故障没有及时发现并进行维护，可能会导致风电机组的损坏，现有技术中，一般都是通过定期对风电机组进行巡查来检测风电机组是否存在故障，不仅需要浪费较多的人力，同时对于风电机组的故障检测效果也较为一般，对于风电机组的故障监测较为不便。
基于此，本发明设计了一种风电机组的故障监测装置及其使用方法，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电机组的故障监测装置及其使用方法，通过震动检测组件对机箱内部的转轴的震动情况进行检测，当出现异常震动时发射信号给外部终端，同时通过噪声检测组件对机箱内部的噪声进行检测，根据噪声分贝判断机箱内部是否存在故障，通过对风速、叶片转速和发电机电机转速分别进行检测，然后进行对比，判断叶片和发电机是否故障，对风电机组的故障监测效果好，使用起来十分的方便，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风电机组的故障监测装置，包括支撑管，所述支撑管顶端固定连接有机箱，所述机箱内右侧设有发电机，所述发电机上连接有第一转轴，所述第一转轴连接有齿轮箱，所述齿轮箱上连接有第二转轴，所述第二转轴穿过机箱左侧固定连接有安装头，所述安装头与机箱之间转动连接，所述安装头上固定连接有叶片，所述机箱底部左侧设有叶片转速检测组件，所述机箱内顶壁固定连接有安装块，所述安装块底部安装有震动检测组件，所述第二转轴上固定连接有转套，所述转套与震动检测组件相连接，所述机箱顶部设有风速检测组件，所述机箱内设有噪声检测组件和电机转速检测组件。
优选的，所述叶片转速检测组件包括固定板，所述固定板与机箱底部固定连接，所述固定板左侧安装有叶片转速检测仪，所述固定板右侧安装有叶片信号发射器，所述叶片转速检测仪和叶片信号发射器之间电连接。
优选的，所述震动检测组件包括绝缘外壳，所述绝缘外壳与安装块之间相连接，所述绝缘外壳底部有检测杆穿过，所述检测杆底端开有嵌槽，所述嵌槽内设有滚珠，所述滚珠与转套之间相接触，所述检测杆顶部固定连接有金属片，所述金属片底端固定连接有弹簧，所述弹簧底端与金属片内底壁相连接，所述绝缘外壳内上部左侧设有第一电接触块，所述绝缘外壳内上部右侧设有第二电接触块。
优选的，所述绝缘外壳内顶壁设有蓄电池和震动信号发射器，所述蓄电池的正极与震动信号发射器和第一电接触块之间电连接，所述蓄电池的负极和第二电接触块之间电连接。
优选的，所述风速检测组件包括风速检测仪、风速信号发射器和伸缩杆，所述风速检测仪、风速信号发射器和伸缩杆均机箱顶部固定连接，所述伸缩杆顶端固定连接有遮雨板，所述遮雨板位于风速检测仪和风速信号发射器上方，所述风速检测仪和风速信号发射器之间电连接。
优选的，所述伸缩杆包括外杆，所述外杆与机箱顶部固定连接，所述外杆内插接有内杆，所述内杆顶端与遮雨板底部固定连接，所述内杆上开有多组卡槽，所述外杆上有卡销穿过，所述卡销与卡槽相卡合。
优选的，所述噪声检测组件包括噪声检测仪和噪声信号发射器，所述噪声检测仪和噪声信号发射器均安装于机箱左内壁，所述噪声检测仪和噪声信号发射器之间电连接。
优选的，所述电机转速检测组件包括电机转速检测仪和电机信号发射器，所述电机转速检测仪安装于机箱内顶壁，所述电机转速检测仪与第一转轴相对应，所述电机转速检测仪和电机信号发射器之间电连接。
一种风电机组的故障监测装置使用方法，所述装置使用方法包括以下步骤：
S1，使用前，根据使用需要，拔出卡销，对伸缩杆的长度进行调节，从而对遮雨板的位置高度进行调节，保证遮雨板在不影响风速检测仪的使用情况下能够起到遮雨的效果；
S2，在风力的作用下，叶片开始转动，叶片转速检测仪对叶片转速进行检测，检测结果通过叶片信号发射器发射给外部终端，风速检测仪对风速进行检测，检测结果通过风速信号发射器发射给外部终端，外部终端根据风速和叶片转速之间的差值，判断叶片转速是否正常，判断叶片是否存在故障；
S3，叶片通过安装头带动第二转轴转动，第二转轴通过齿轮箱带动第一转轴转动，第一转轴带动发电机工作，发电机进行发电，噪声检测仪对机箱内的噪声进行检测，检测结果通过噪声信号发射器发射给外部终端，外部终端根据噪声分贝判断机箱内部是否存在故障，电机转速检测仪对第一转轴的转速进行检测，并将检测结果通过电机信号发射器发射给外部终端，外部终端将电机转速与风速和叶片转速进行对比，判断发电机是否存在故障；
S4，当第二转轴振幅过大时，第二转轴通过转套压迫滚珠，滚珠通过检测杆带动金属片运动，弹簧被拉伸，金属片与第一电接触块和第二电接触块相接触，震动信号发射器通电启动，将信号发射给外部终端，提醒工作人员第二转轴出现异常震动，可能存在故障，需要进行检查。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过震动检测组件对机箱内部的转轴的震动情况进行检测，当出现异常震动时发射信号给外部终端，同时通过噪声检测组件对机箱内部的噪声进行检测，根据噪声分贝判断机箱内部是否存在故障，通过对风速、叶片转速和发电机电机转速分别进行检测，然后进行对比，判断叶片和发电机是否故障，对风电机组的故障监测效果好，使用起来十分的方便。
2、本发明中，叶片通过安装头带动第二转轴转动，第二转轴通过齿轮箱带动第一转轴转动，第一转轴带动发电机工作，噪声检测仪对机箱内的噪声进行检测，检测结果通过噪声信号发射器发射给外部终端，外部终端根据噪声分贝判断机箱内部是否存在故障，电机转速检测仪对第一转轴的转速进行检测，并将检测结果通过电机信号发射器发射给外部终端，外部终端将电机转速与风速和叶片转速进行对比，判断发电机是否存在故障。
3、本发明中，当第二转轴振幅过大时，第二转轴通过转套压迫滚珠，滚珠通过检测杆带动金属片运动，弹簧被拉伸，金属片与第一电接触块和第二电接触块相接触，震动信号发射器通电启动，将信号发射给外部终端，提醒工作人员第二转轴出现异常震动，可能存在故障，需要进行检查，能够避免风电机组发生更大的故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明机箱内部结构示意图；
图3为本发明震动检测组件结构示意图；
图4为本发明伸缩杆结构示意图；
图5为本发明检测流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种风电机组的故障监测装置技术方案：包括支撑管1，所述支撑管1顶端固定连接有机箱2，所述机箱2内右侧设有发电机17，所述发电机17上连接有第一转轴16，所述第一转轴16连接有齿轮箱13，所述齿轮箱13上连接有第二转轴9，所述第二转轴9穿过机箱2左侧固定连接有安装头5，所述安装头5与机箱2之间转动连接，所述安装头5上固定连接有叶片3，所述机箱2底部左侧设有叶片转速检测组件4，所述机箱2内顶壁固定连接有安装块8，所述安装块8底部安装有震动检测组件7，所述第二转轴9上固定连接有转套10，所述转套10与震动检测组件7相连接，所述机箱2顶部设有风速检测组件6，所述机箱2内设有噪声检测组件和电机转速检测组件。
其中，所述叶片转速检测组件4包括固定板41，所述固定板41与机箱2底部固定连接，所述固定板41左侧安装有叶片转速检测仪43，所述固定板41右侧安装有叶片信号发射器42，所述叶片转速检测仪43和叶片信号发射器42之间电连接，在风力的作用下，叶片3开始转动，叶片转速检测仪43对叶片3转速进行检测，检测结果通过叶片信号发射器42发射给外部终端。
其中，所述震动检测组件7包括绝缘外壳71，所述绝缘外壳71与安装块8之间相连接，所述绝缘外壳71底部有检测杆72穿过，所述检测杆72底端开有嵌槽73，所述嵌槽73内设有滚珠74，所述滚珠74与转套10之间相接触，所述检测杆72顶部固定连接有金属片76，所述金属片76底端固定连接有弹簧75，所述弹簧75底端与金属片76内底壁相连接，所述绝缘外壳71内上部左侧设有第一电接触块77，所述绝缘外壳71内上部右侧设有第二电接触块78；所述绝缘外壳71内顶壁设有蓄电池79和震动信号发射器710，所述蓄电池79的正极与震动信号发射器710和第一电接触块77之间电连接，所述蓄电池79的负极和第二电接触块78之间电连接，当第二转轴9振幅过大时，第二转轴9通过转套10压迫滚珠74，滚珠74通过检测杆72带动金属片76运动，弹簧75被拉伸，金属片76与第一电接触块77和第二电接触块78相接触，震动信号发射器710通电启动，将信号发射给外部终端，提醒工作人员第二转轴9出现异常震动，可能存在故障，需要进行检查。
其中，所述风速检测组件6包括风速检测仪62、风速信号发射器64和伸缩杆61，所述风速检测仪62、风速信号发射器64和伸缩杆61均机箱2顶部固定连接，所述伸缩杆61顶端固定连接有遮雨板63，所述遮雨板63位于风速检测仪62和风速信号发射器64上方，所述风速检测仪62和风速信号发射器64之间电连接，风速检测仪62对风速进行检测，检测结果通过风速信号发射器64发射给外部终端，外部终端根据风速和叶片3转速之间的差值，判断叶片3转速是否正常，判断叶片3是否存在故障；所述伸缩杆61包括外杆611，所述外杆611与机箱2顶部固定连接，所述外杆611内插接有内杆612，所述内杆612顶端与遮雨板63底部固定连接，所述内杆612上开有多组卡槽613，所述外杆611上有卡销614穿过，所述卡销614与卡槽613相卡合，根据使用需要，拔出卡销614，对伸缩杆61的长度进行调节，从而对遮雨板63的位置高度进行调节，保证遮雨板63在不影响风速检测仪62的使用情况下能够起到遮雨的效果。
其中，所述噪声检测组件包括噪声检测仪11和噪声信号发射器12，所述噪声检测仪11和噪声信号发射器12均安装于机箱2左内壁，所述噪声检测仪11和噪声信号发射器12之间电连接，噪声检测仪11对机箱2内的噪声进行检测，检测结果通过噪声信号发射器12发射给外部终端，外部终端根据噪声分贝判断机箱2内部是否存在故障。
其中，所述电机转速检测组件包括电机转速检测仪14和电机信号发射器15，所述电机转速检测仪14安装于机箱2内顶壁，所述电机转速检测仪14与第一转轴16相对应，所述电机转速检测仪14和电机信号发射器15之间电连接，电机转速检测仪14对第一转轴16的转速进行检测，并将检测结果通过电机信号发射器15发射给外部终端，外部终端将电机转速与风速和叶片3转速进行对比，判断发电机17是否存在故障。
具体工作原理如下所述：
S1，使用前，根据使用需要，拔出卡销614，对伸缩杆61的长度进行调节，从而对遮雨板63的位置高度进行调节，保证遮雨板63在不影响风速检测仪62的使用情况下能够起到遮雨的效果；
S2，在风力的作用下，叶片3开始转动，叶片转速检测仪43对叶片3转速进行检测，检测结果通过叶片信号发射器42发射给外部终端，风速检测仪62对风速进行检测，检测结果通过风速信号发射器64发射给外部终端，外部终端根据风速和叶片3转速之间的差值，判断叶片3转速是否正常，判断叶片3是否存在故障；
S3，叶片3通过安装头5带动第二转轴9转动，第二转轴9通过齿轮箱13带动第一转轴16转动，第一转轴16带动发电机17工作，发电机17进行发电，噪声检测仪11对机箱2内的噪声进行检测，检测结果通过噪声信号发射器12发射给外部终端，外部终端根据噪声分贝判断机箱2内部是否存在故障，电机转速检测仪14对第一转轴16的转速进行检测，并将检测结果通过电机信号发射器15发射给外部终端，外部终端将电机转速与风速和叶片3转速进行对比，判断发电机17是否存在故障；
S4，当第二转轴9振幅过大时，第二转轴9通过转套10压迫滚珠74，滚珠74通过检测杆72带动金属片76运动，弹簧75被拉伸，金属片76与第一电接触块77和第二电接触块78相接触，震动信号发射器710通电启动，将信号发射给外部终端，提醒工作人员第二转轴9出现异常震动，可能存在故障，需要进行检查。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种风电机组的故障监测装置，包括支撑管(1)，其特征在于：所述支撑管(1)顶端固定连接有机箱(2)，所述机箱(2)内右侧设有发电机(17)，所述发电机(17)上连接有第一转轴(16)，所述第一转轴(16)连接有齿轮箱(13)，所述齿轮箱(13)上连接有第二转轴(9)，所述第二转轴(9)穿过机箱(2)左侧固定连接有安装头(5)，所述安装头(5)与机箱(2)之间转动连接，所述安装头(5)上固定连接有叶片(3)，所述机箱(2)底部左侧设有叶片转速检测组件(4)，所述机箱(2)内顶壁固定连接有安装块(8)，所述安装块(8)底部安装有震动检测组件(7)，所述第二转轴(9)上固定连接有转套(10)，所述转套(10)与震动检测组件(7)相连接，所述机箱(2)顶部设有风速检测组件(6)，所述机箱(2)内设有噪声检测组件和电机转速检测组件。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述叶片转速检测组件(4)包括固定板(41)，所述固定板(41)与机箱(2)底部固定连接，所述固定板(41)左侧安装有叶片转速检测仪(43)，所述固定板(41)右侧安装有叶片信号发射器(42)，所述叶片转速检测仪(43)和叶片信号发射器(42)之间电连接。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述震动检测组件(7)包括绝缘外壳(71)，所述绝缘外壳(71)与安装块(8)之间相连接，所述绝缘外壳(71)底部有检测杆(72)穿过，所述检测杆(72)底端开有嵌槽(73)，所述嵌槽(73)内设有滚珠(74)，所述滚珠(74)与转套(10)之间相接触，所述检测杆(72)顶部固定连接有金属片(76)，所述金属片(76)底端固定连接有弹簧(75)，所述弹簧(75)底端与金属片(76)内底壁相连接，所述绝缘外壳(71)内上部左侧设有第一电接触块(77)，所述绝缘外壳(71)内上部右侧设有第二电接触块(78)。
4.根据权利要求3所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述绝缘外壳(71)内顶壁设有蓄电池(79)和震动信号发射器(710)，所述蓄电池(79)的正极与震动信号发射器(710)和第一电接触块(77)之间电连接，所述蓄电池(79)的负极和第二电接触块(78)之间电连接。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述风速检测组件(6)包括风速检测仪(62)、风速信号发射器(64)和伸缩杆(61)，所述风速检测仪(62)、风速信号发射器(64)和伸缩杆(61)均机箱(2)顶部固定连接，所述伸缩杆(61)顶端固定连接有遮雨板(63)，所述遮雨板(63)位于风速检测仪(62)和风速信号发射器(64)上方，所述风速检测仪(62)和风速信号发射器(64)之间电连接。
6.根据权利要求5所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述伸缩杆(61)包括外杆(611)，所述外杆(611)与机箱(2)顶部固定连接，所述外杆(611)内插接有内杆(612)，所述内杆(612)顶端与遮雨板(63)底部固定连接，所述内杆(612)上开有多组卡槽(613)，所述外杆(611)上有卡销(614)穿过，所述卡销(614)与卡槽(613)相卡合。
7.根据权利要求1所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述噪声检测组件包括噪声检测仪(11)和噪声信号发射器(12)，所述噪声检测仪(11)和噪声信号发射器(12)均安装于机箱(2)左内壁，所述噪声检测仪(11)和噪声信号发射器(12)之间电连接。
8.根据权利要求1所述的一种风电机组的故障监测装置，其特征在于：所述电机转速检测组件包括电机转速检测仪(14)和电机信号发射器(15)，所述电机转速检测仪(14)安装于机箱(2)内顶壁，所述电机转速检测仪(14)与第一转轴(16)相对应，所述电机转速检测仪(14)和电机信号发射器(15)之间电连接。
9.一种风电机组的故障监测装置使用方法，其特征在于，所述装置使用方法包括以下步骤：
S1，使用前，根据使用需要，拔出卡销(614)，对伸缩杆(61)的长度进行调节，从而对遮雨板(63)的位置高度进行调节，保证遮雨板(63)在不影响风速检测仪(62)的使用情况下能够起到遮雨的效果；
S2，在风力的作用下，叶片(3)开始转动，叶片转速检测仪(43)对叶片(3)转速进行检测，检测结果通过叶片信号发射器(42)发射给外部终端，风速检测仪(62)对风速进行检测，检测结果通过风速信号发射器(64)发射给外部终端，外部终端根据风速和叶片(3)转速之间的差值，判断叶片(3)转速是否正常，判断叶片(3)是否存在故障；
S3，叶片(3)通过安装头(5)带动第二转轴(9)转动，第二转轴(9)通过齿轮箱(13)带动第一转轴(16)转动，第一转轴(16)带动发电机(17)工作，发电机(17)进行发电，噪声检测仪(11)对机箱(2)内的噪声进行检测，检测结果通过噪声信号发射器(12)发射给外部终端，外部终端根据噪声分贝判断机箱(2)内部是否存在故障，电机转速检测仪(14)对第一转轴(16)的转速进行检测，并将检测结果通过电机信号发射器(15)发射给外部终端，外部终端将电机转速与风速和叶片(3)转速进行对比，判断发电机(17)是否存在故障；
S4，当第二转轴(9)振幅过大时，第二转轴(9)通过转套(10)压迫滚珠(74)，滚珠(74)通过检测杆(72)带动金属片(76)运动，弹簧(75)被拉伸，金属片(76)与第一电接触块(77)和第二电接触块(78)相接触，震动信号发射器(710)通电启动，将信号发射给外部终端，提醒工作人员第二转轴(9)出现异常震动，可能存在故障，需要进行检查。
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