CN113653608A - 一种风电机组主轴承温度故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风电机技术领域，且公开了一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，包括以下步骤，S1、根据实际实施风电机组的材料和结构建立等比例缩放实验模型；S2、根据实施地气候环境设定不同的温度、气流、雨雪、风沙的环境变量；S3、根据步骤S1建立的实验模型和步骤S2的设定进行工作模拟；S4、实时监测实验模型在工作模拟时主轴承各项数据变化情况。该风电机组主轴承温度故障诊断方法，通过实验得到主轴承在对应转速下的平均温度，则发出维护提醒，需及时对冷却系统进行维护，如果主轴承长时间高于最佳工作温度则，则判断冷却系统故障，此时设备磨损较大，应立即前往维修，如此，可及时准确的发现因主轴承高温故障。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组技术领域，具体为一种风电机组主轴承温度故障诊断方法。
背景技术
随着环保之风的愈演愈烈，新能源不断被人们提起，常见的新能源包括风能和太阳能，风能和太阳能相比有着占地面积小，持续时间长的优点，是我们目前重点开发的能源之一。
风电机就是在空旷地区架设大型风扇，利用风的流动带动扇叶转动发电，由于风电机是不间断工作的，这导致支撑扇叶转动的主轴承工作负担大，经常会因为温度过高造成故障，而由于主轴承位于高空，检修维护成本较高，不能时常检查，因此我们提出了一种风电机组主轴承温度故障诊断方法来解决问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，具备诊断主轴承温度故障的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，包括以下步骤，
S1、根据实际实施风电机组的材料和结构建立等比例缩放实验模型；
S2、根据实施地气候环境设定不同的温度、气流、雨雪、风沙等环境变量；
S3、根据步骤S1建立的实验模型和步骤S2的设定进行工作模拟；
S4、实时监测实验模型在工作模拟时主轴承各项数据变化情况，数据包括：轴承温度、轴承膨胀比例、轴承的摩擦系数、轴承的转速和润滑油的温度；
S5、分析监测的实验模型多组数据和数据之间，数据和环境之间的关系和影响；
具体分析过程如下：
①主轴承温度变化对主体膨胀比例的影响，以及主轴承各部件膨胀后的摩擦系数变化；
②主轴承温度变化对润滑油润滑效果的影响；
③主轴承摩擦系数和风速对主轴承转速的影响；
④摩擦系数和主轴承转速对主轴承温度的影响；
S6、分别测量低于平均风速20-40％的风速s1时的主轴承平均温度A、平均风速s2时的主轴承平均温度B、高于平均风速20-40％的风速s3时的主轴承平均温度C；
S7、根据实验模型主轴的实际磨损程度，设定磨损值X，再根据设备稳定性和安全性设定不同的安全数值Y，危险数值Z；
S8、将所得的安全数值Y，危险数值Z，导入实际实施风电机组的监测模块；
S9、监测风电机组，如果主轴承温度在对应风速下高于平均温度A、B、C的10％，则判断冷却系统故障，报警检修；
S10、磨损值X通过摩擦系数、轴承转速和工作时间求得，轴承转速和工作时间与发电量有关，不可调节，如此通过摩擦系数得到温度和磨损值之间的关系，求得主轴承最佳工作温度，如果主轴承持续高于最佳工作温度则需进行发出维护提醒；
S11，实时监控磨损值X，X<Y<Z时，设备正常工作，Y<X<Z时，报警检修，Y<Z<X时，强制停机。
所述步骤S2中环境条件根据实验模型缩放比例进行强度调整。
所述当Y<X<Z时，开启气候监测，根据未来24H风速变化，调整Y、Z的具体参数，上下浮动范围为1-3％。
有益效果：
1、该风电机组主轴承温度故障诊断方法，通过模型实验得到相关诊断数据，节约了数据获取成本，同时，可得到不同设备在不同环境下的诊断数据，之后在面对不同设备诊断、检修时，更有针对性。
2、该风电机组主轴承温度故障诊断方法，通过实验得到主轴承在对应转速下的平均温度，如果测量温度高于实验平均温度，则判断冷却系统故障，则发出维护提醒，需及时对冷却系统进行维护，如果主轴承长时间高于最佳工作温度则，则判断冷却系统故障，此时设备磨损较大，应立即前往维修，如此，可及时准确的发现因主轴承高温故障。
3、该风电机组主轴承温度故障诊断方法，根据不同设备，设定对应的安全数值Y、危险数值Z，主轴承在工作时会因为温度上升造成磨损加剧，如此根据磨损值X和安全数值Y、危险数值Z的关系作出不同的反应，能及时的发现因温度造成的故障和设备运行的稳定。
4、该风电机组主轴承温度故障诊断方法，当Y<X<Z时，开启气候监测，根据未来24H风速变化，调整Y、Z的具体参数，上下浮动范围为1-3％，如此在未来可能出现大风时，Y、Z值降低，如果，此前X接近Y、Z值，Y、Z值降低后达到报警或停机条件，确保设备的稳定和安全。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明数据分析流程图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，包括以下步骤，
S1、根据实际实施风电机组的材料和结构建立等比例缩放实验模型，使实验模型的检测数据更接近实际实施风电机组，实验模型放置在封闭的实验室内，除预先设定的干扰因素外，无其他外界干扰；
S2、根据实施地气候环境设定不同的温度、气流、雨雪、风沙等环境变量；
S3、根据步骤S1建立的实验模型和步骤S2的设定进行工作模拟，工作模拟时，除记录实验模型各项数据外，还要观察其工作状态；
S4、实时监测实验模型在工作模拟时主轴承各项数据变化情况，数据包括：轴承温度、轴承膨胀比例、轴承的摩擦系数、轴承的转速和润滑油的温度；
S5、分析监测的实验模型多组数据和数据之间，数据和环境之间的关系和影响；
具体分析过程如下：
①主轴承温度变化对主体膨胀比例的影响，以及主轴承各部件膨胀后的摩擦系数变化；
②主轴承温度变化对润滑油润滑效果的影响；
③主轴承摩擦系数和风速对主轴承转速的影响；
④摩擦系数和主轴承转速对主轴承温度的影响；
根据这些影响因素找到规律或联系，如此可通过这些规律或联系进行故障的预判和防控；
S6、分别测量低于平均风速20-40％的风速s1时的主轴承平均温度A、平均风速s2时的主轴承平均温度B、高于平均风速20-40％的风速s3时的主轴承平均温度C；
知道风速对主轴承的影响后，可根据天气预报对风电机组的工作状态进行调整，提高安全性；
S7、根据实验模型主轴的实际磨损程度，设定磨损值X，再根据设备稳定性和安全性设定不同的安全数值Y，危险数值Z；
将影响因素量化，便于系统判定，可提高准确性；
S8、将所得的安全数值Y，危险数值Z，导入实际实施风电机组的监测模块；
S9、监测风电机组，如果主轴承温度在对应风速下高于平均温度A、B、C的10％，则判断冷却系统故障，报警检修；
S10、磨损值X通过摩擦系数、轴承转速和工作时间求得，轴承转速和工作时间与发电量有关，不可调节，如此通过摩擦系数得到温度和磨损值之间的关系，求得主轴承最佳工作温度，如果主轴承持续高于最佳工作温度则需进行发出维护提醒；
S11，实时监控磨损值X，X<Y<Z时，设备正常工作，Y<X<Z时，报警检修，Y<Z<X时，强制停机。
步骤S2中环境条件根据实验模型缩放比例进行强度调整，使实验模型和风电机组因环境受到影响的百分比更加接近。
当Y<X<Z时，开启气候监测，根据未来24H风速变化，调整Y、Z的具体参数，上下浮动范围为1-3％，为后期可能出现的恶劣天气留出安全缓冲时间。
通过模型实验得到相关诊断数据，节约了数据获取成本，同时，可得到不同设备在不同环境下的诊断数据，之后在面对不同设备诊断、检修时，更有针对性。
通过实验得到主轴承在对应转速下的平均温度，如果测量温度高于实验平均温度，则判断冷却系统故障，则发出维护提醒，需及时对冷却系统进行维护，如果主轴承长时间高于最佳工作温度则，则判断冷却系统故障，此时设备磨损较大，应立即前往维修。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、根据实际实施风电机组的材料和结构建立等比例缩放实验模型；
S2、根据实施地气候环境设定不同的温度、气流、雨雪、风沙的环境变量；
S3、根据步骤S1建立的实验模型和步骤S2的设定进行工作模拟；
S4、实时监测实验模型在工作模拟时主轴承各项数据变化情况，数据包括：轴承温度、轴承膨胀比例、轴承的摩擦系数、轴承的转速和润滑油的温度；
S5、分析监测的实验模型多组数据和数据之间，数据和环境之间的关系和影响；
具体分析过程如下：
①主轴承温度变化对主体膨胀比例的影响，以及主轴承各部件膨胀后的摩擦系数变化；
②主轴承温度变化对润滑油润滑效果的影响；
③主轴承摩擦系数和风速对主轴承转速的影响；
④摩擦系数和主轴承转速对主轴承温度的影响；
S6、分别测量低于平均风速20-40％的风速s1时的主轴承平均温度A、平均风速s2时的主轴承平均温度B、高于平均风速20-40％的风速s3时的主轴承平均温度C；
S7、根据实验模型主轴的实际磨损程度，设定磨损值X，再根据设备稳定性和安全性设定不同的安全数值Y，危险数值Z；
S8、将所得的安全数值Y，危险数值Z，导入实际实施风电机组的监测模块；
S9、监测风电机组，如果主轴承温度在对应风速下高于平均温度A、B、C的10％，则判断冷却系统故障，报警检修；
S10、磨损值X通过摩擦系数、轴承转速和工作时间求得，轴承转速和工作时间与发电量有关，不可调节，如此通过摩擦系数得到温度和磨损值之间的关系，求得主轴承最佳工作温度，如果主轴承持续高于最佳工作温度则需进行发出维护提醒；
S11，实时监控磨损值X，X<Y<Z时，设备正常工作，Y<X<Z时，报警检修，Y<Z<X时，强制停机。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，其特征在于：所述步骤S2中环境条件根据实验模型缩放比例进行强度调整。
3.根据权利要求1所述的一种风电机组主轴承温度故障诊断方法，其特征在于：所述当Y<X<Z时，开启气候监测，根据未来24H风速变化，调整Y、Z的具体参数，上下浮动范围为1-3％。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06193629A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 軸受摩耗量検出装置 |
| CN101419125A (zh) * | 2008-12-08 | 2009-04-29 | 南京工业大学 | 风电转盘轴承综合性能实验台 |
| CN101784804A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-07-21 | 堡盟霍普纳有限公司 | 监控轴承磨损的自动同步发送机以及监控轴承磨损的方法 |
| US20110303491A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Jenkins Maurice A | Backup Lubrication System For A Rotor Bearing |
| JP2017193996A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 株式会社日立製作所 | 風力発電システム |
| CN112576454A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-30 | 龙源（北京）风电工程技术有限公司 | 基于多维预警策略的风电机组主轴温度预警方法及装置 |
| CN112598172A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-02 | 北京华能新锐控制技术有限公司 | 一种风电机组轴承温度预警方法 |
| CN112734130A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-04-30 | 河北工业大学 | 一种双馈型风机主轴的故障预警方法 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06193629A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 軸受摩耗量検出装置 |
| CN101784804A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-07-21 | 堡盟霍普纳有限公司 | 监控轴承磨损的自动同步发送机以及监控轴承磨损的方法 |
| CN101419125A (zh) * | 2008-12-08 | 2009-04-29 | 南京工业大学 | 风电转盘轴承综合性能实验台 |
| US20110303491A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Jenkins Maurice A | Backup Lubrication System For A Rotor Bearing |
| JP2017193996A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 株式会社日立製作所 | 風力発電システム |
| CN112576454A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-30 | 龙源（北京）风电工程技术有限公司 | 基于多维预警策略的风电机组主轴温度预警方法及装置 |
| CN112598172A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-02 | 北京华能新锐控制技术有限公司 | 一种风电机组轴承温度预警方法 |
| CN112734130A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-04-30 | 河北工业大学 | 一种双馈型风机主轴的故障预警方法 |
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