CN114962180A - 风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置 - Google Patents

风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置 Download PDF

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CN114962180A
CN114962180A CN202210765492.8A CN202210765492A CN114962180A CN 114962180 A CN114962180 A CN 114962180A CN 202210765492 A CN202210765492 A CN 202210765492A CN 114962180 A CN114962180 A CN 114962180A
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申屠东华
阮春
聂志萍
刘洪涛
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

本发明涉及风电机组动态检测技术领域，具体涉及一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，包括传感模块、数据采集模块、主控模块、响应模块和记录模块，通过传感模块检测风电机组传动系统的传动数据，数据采集模块将传动数据传输至主控模块，主控模块对传动数据进行处理，将扭矩信号值与设置安全值对比，当超过设置安全值后，通过响应模块进行预警，记录模块进行传动数据以及时间长度的记录，当时间长度超过预设值后进行报警，通过上述装置，对发电机高速轴进行数据监控，当报警后，人工确认是否发生打滑，从而确定导致打滑的原因，为后续解决方案提供准确的数据支撑。

Description

风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置
技术领域
本发明涉及风电机组动态检测技术领域，尤其涉及一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置。
背景技术
由于我国以前主要依靠煤电能源，随着经济的发展，对煤电能源的需求也不断地增加，煤电对空气及环境造成很大的污染，而且煤是不可再生的，风能和太阳能是再生资源，对环境的污染很小，我国对清洁能源越来越重视。
而风力发电机组在运行过程中频繁发生联轴器打滑故障，更换扭矩限制器后有些不打滑，有些还会打滑，工程师不清楚机组运行时实际真实的扭矩及转速值，导致无法确认是实际扭矩值超过打滑扭矩值而造成的打滑，还是联轴器打滑装置本身的质量问题，无法正确地解决打滑故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，解决了由于工程师不清楚机组运行时实际真实的扭矩及转速值，导致无法确认是实际扭矩值超过打滑扭矩值而造成的打滑，还是联轴器打滑装置本身的质量问题，无法正确地解决打滑故障的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，包括传感模块、数据采集模块、主控模块、响应模块和记录模块，所述传感模块与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块分别与所述传感模块和所述主控模块连接，所述主控模块分别与所述响应模块和所述记录模块电性连接；
所述传感模块用于检测风电机组传动系统的传动数据；
所述数据采集模块用于采集所述传感模块检测得到的数据，并将传动数据传输至所述主控模块；
所述主控模块通过工控机处理采集的传动数据，与安全设置值对比，并将对比结果传输至所述响应模块，且自动记取5秒之内的故障代码；
所述响应模块根据对比结果进行预警；
所述记录模块用于自动记录预警以及预警时的传动数据。
其中，所述传感模块包括左连接法兰、盘式扭矩传感器、右连接法兰、联轴节中间套筒和同步支架，所述同步支架安装于发电机的前端盖上，所述盘式扭矩传感器的外圈与所述同步支架连接，所述盘式扭矩传感器内外圈的径向间隙为1.6mm，所述联轴节中间套筒与左连接法兰连接，所述左连接法兰与盘式扭矩传感器连接，所述盘式扭矩传感器与右连接法兰连接。
其中，所述数据采集模块采集的传动数据包括高速轴的扭矩信号值和转速信号值，工控机对传动数据进行存储分析，并形成图表显示。
其中，所述主控模块通过工控机对扭矩信号值和转速信号值进行计算，得到机组的运行瞬时功率，将扭矩信号值与设置安全值对比，每超过设置安全值一次，所述记录模块记录一次预警时的传动数据以及时间长度。
其中，所述扭矩信号值超过安全设置值，达到时间预设值，累积超过设置安全值的时间长度926ms，所述响应模块予以报警，所述记录模块通过记录同时发生的故障，所述故障代码与高速轴扭矩超值原因相对应，并输出图表。
其中，扭矩信号值每次超过安全设定值，所述记录模块记录超过安全设定值的扭矩值及持续的时间长度、转速及功率，以及此时机组运行5秒之内的故障代码，以备远程调用。
本发明的一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，通过所述传感模块检测风电机组传动系统的传动数据，所述数据采集模块将所述传动数据传输至所述主控模块，所述主控模块对所述传动数据进行处理，将扭矩信号值与设置安全值对比，当超过设置安全值后，通过所述响应模块进行预警，所述记录模块进行所述传动数据以及时间长度的记录，当时间长度超过预设值后进行报警，通过上述装置，对发电机高速轴进行数据监控，当报警后，人工确认是否发生打滑，从而确定导致打滑的原因，为后续解决方案提供准确的数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置的原理框图。
图2是本发明的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置的运行原理图。
图3是本发明的传感模块的结构示意图。
1-左连接法兰、2-盘式扭矩传感器、3-右连接法兰、4-联轴节中间套筒、5-同步支架。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-图3，其中图1是，本发明提供一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，包括传感模块、数据采集模块、主控模块、响应模块和记录模块，所述传感模块安装于风电机组传动系统的所述左连接法兰1与所述右连接法兰3之间，所述数据采集模块分别与所述传感模块和所述主控模块连接，所述主控模块分别与所述响应模块和所述记录模块电性连接。
在本实施方式中，通过所述传感模块检测风电机组传动系统的传动数据，所述数据采集模块将所述传动数据传输至所述主控模块，所述主控模块对所述传动数据进行处理，将扭矩信号值与设置安全值对比，当超过设置安全值后，通过所述响应模块进行预警，所述记录模块进行所述传动数据以及时间长度的记录，当时间长度超过预设值后进行报警，通过上述装置，对发电机高速轴进行数据监控，当报警后，人工确认是否发生打滑，从而确定导致打滑的原因，为后续解决方案提供准确的数据支撑。
其中，所述传感模块包括左连接法兰1、盘式扭矩传感器2、右连接法兰3、联轴节中间套筒4和同步支架5，所述同步支架5安装于发电机的前端盖上，所述盘式扭矩传感器2的外圈与所述同步支架5连接，所述盘式扭矩传感器2内外圈的径向间隙为1.6mm，所述联轴节中间套筒4与左连接法兰1连接，所述左连接法兰1与盘式扭矩传感器2连接，所述盘式扭矩传感器2与右连接法兰3连接。
在本实施方式中，所述左连接法兰1与所述盘式扭矩传感器2用12颗M24螺钉连接；所述盘式扭矩传感器2与所述右连接法兰3用12颗M24螺钉连接；所述右连接法兰3与联轴器原有胀套用6颗M20螺栓连接，胀套抱紧于发电机主轴上；所述左连接法兰1与联轴器原有连杆用6颗M20螺栓连接，连杆与所述联轴节中间套筒4连接；所述盘式扭矩传感器2与所述同步支架5用4颗M12螺栓连接，所述同步支架5与发电机前端盖连接。
其次，所述数据采集模块采集的传动数据包括高速轴的扭矩信号值和转速信号值，工控机对传动数据进行存储分析，并形成图表显示；所述主控模块通过工控机对扭矩信号值和转速信号值进行计算，得到机组的运行瞬时功率，将扭矩信号值与设置安全值对比，每超过设置安全值一次，所述记录模块记录一次预警时的传动数据以及时间长度；所述扭矩信号值超过安全设置值，达到时间预设值，累积超过设置安全值的时间长度926ms，所述响应模块予以报警，所述记录模块通过记录同时发生的故障，所述故障代码与高速轴扭矩超值原因相对应，并输出图表；扭矩信号值每次超过安全设定值，所述记录模块记录超过安全设定值的扭矩值及持续的时间长度、转速及功率；累积时间长度超过安全值926ms时报警，以及此时机组运行5秒之内的故障代码，以备远程调用。
在本实施方式中，所述盘式扭矩传感器2通过内部弹性轴受扭应变片变形，产生应变信号，通过信号放大压频转换，传给所述信号采集模块，同时传输的还有转速信号，所述信号采集模块向工控机传输信号，工控机存储信号数据，同时判别扭矩信号值与安全设置值，当扭矩信号值超过安全设置值，机组予以预警；当扭矩值超过安全设置值时间长度超过926ms，机组予以报警，同时记录前5秒内的故障状态。
以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，其特征在于，
包括传感模块、数据采集模块、主控模块、响应模块和记录模块，所述传感模块与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块分别与所述传感模块和所述主控模块连接，所述主控模块分别与所述响应模块和所述记录模块电性连接；
所述传感模块用于检测风电机组传动系统的传动数据；
所述数据采集模块用于采集所述传感模块检测得到的数据，并将传动数据传输至所述主控模块；
所述主控模块通过工控机处理采集的传动数据，与安全设置值对比，并将对比结果传输至所述响应模块，且自动记取5秒之内的故障代码；
所述响应模块根据对比结果进行预警或报警；
所述记录模块用于自动记录预警以及预警时的传动数据。
2.如权利要求1所述的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，其特征在于，
所述传感模块包括左连接法兰、盘式扭矩传感器、右连接法兰、联轴节中间套筒和同步支架，所述同步支架安装于发电机的前端盖上，所述盘式扭矩传感器的外圈与所述同步支架连接，所述盘式扭矩传感器内外圈的径向间隙为1.6mm，所述联轴节中间套筒与左连接法兰连接，所述左连接法兰与盘式扭矩传感器连接，所述盘式扭矩传感器与右连接法兰连接。
3.如权利要求2所述的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，其特征在于，
所述数据采集模块采集的传动数据包括高速轴的扭矩信号值和转速信号值，工控机对传动数据进行存储分析，并形成图表显示。
4.如权利要求3所述的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，其特征在于，
所述主控模块通过工控机对扭矩信号值和转速信号值进行计算，得到机组的运行瞬时功率，将扭矩信号值与设置安全值对比，每超过设置安全值一次，所述记录模块记录一次预警时的传动数据以及时间长度。
5.如权利要求4所述的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，其特征在于，
所述扭矩信号值超过安全设置值，达到时间预设值，累积超过设置安全值的时间长度926ms，所述响应模块予以报警，所述记录模块通过记录同时发生的故障，所述故障代码与高速轴扭矩超值原因相对应，并输出图表。
6.如权利要求5所述的风电机组高速轴扭矩在线动态检测装置，其特征在于，
扭矩信号值每次超过安全设定值，所述记录模块记录超过安全设定值的扭矩值及持续的时间长度、转速及功率；累积时间长度超过安全值926ms时报警，以及此时机组运行5秒之内的故障代码，以备远程调用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117031970A (zh) * 2023-10-10 2023-11-10 德阳联动检测科技有限公司 扭矩试验台振动监测反馈控制方法及系统
CN117261816A (zh) * 2023-11-03 2023-12-22 河北睿阳汽车电器有限公司 风阻式安全带提醒结构

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