CN116241642B - 一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，涉及风力发电齿轮箱技术领域，包括外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块以及终端处理器，所述外置油箱模块、管路模块、循环模块以及内部润滑模块与终端处理器通讯连接；所述终端处理器包括图像绘制单元、分析单元、控制单元以及存储单元；本发明在风电齿轮箱外增加一个外置油箱，在不减少风电齿轮箱的体积、重量以及制造成本的前提下满足风电齿轮箱对润滑油的需求，在温度过高时及时对润滑油冷却处理，减少能源损耗，保障风电发电机的正常运行。

Description

一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统

技术领域

本发明涉及风力发电齿轮箱技术领域，尤其涉及一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，齿轮箱是连接风电机组主轴和发电机的传送部件，其功能是将主轴上较低的转速提高到相对较高的转速，以满足发电机工作所需的转速需求；

例如在授权公告号为CN108533726B的申请文件中，公开了“齿轮箱快速跟随润滑冷却系统及润滑冷却控制方法”，要解决的技术问题为“冷却润滑油的流量和压力没有经过阀芯控制，润滑冷却油流量不可控，造成整个润滑冷却系统效率低”；该冷却控制方法是通过控制油量来对冷却效率进行提高的，但是，目前风电齿轮箱的润滑冷却系统主要安装在齿轮箱侧面，润滑系统的泵从齿轮箱底部油口吸油，经过系统过滤及冷却后再回到齿轮箱分配器，随着大兆瓦级风力发电机组发电功率越来越大，部分风电齿轮箱出现腔体内部存油量不足的问题，如果直接增加齿轮箱腔体的存油量，那么齿轮箱的体积、重量及制造成本会增加，如果不增加齿轮箱腔体的存油量，会导致风电齿轮箱在高速运转导致齿轮组温度过高时，出现润滑油不足，无法及时对润滑油进行冷却，对造成行星齿轮箱造成损伤等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出在风电齿轮箱外增加一个外置油箱，在不减少风电齿轮箱的体积、重量以及制造成本的前提下满足风电齿轮箱对润滑油的需求，在温度过高时及时对润滑油冷却处理，解决随着大兆瓦级风力发电机组发电功率越来越大，部分风电齿轮箱出现腔体内部存油量不足的问题。

本发明提供一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，包括外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块以及终端处理器，所述外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块与终端处理器通讯连接；

所述外置油箱模块包括外部电机泵、外部储油仓、预处理储油仓以及过滤器，所述外部电机泵用于将外部储油仓内的润滑油输送至供油管路，所述外部储油仓用于存储润滑油，所述预处理储油仓与外部储油仓连通，所述预处理储油仓用于给外部储油仓存储的润滑油进行加热，所述过滤器用于将外部储油仓的润滑油过滤成可供风电齿轮箱使用的纯净的润滑油；

所述管路模块用于给外置油箱和风电齿轮箱之间配置供油管路；

所述循环模块用于控制管路模块对风电发电机内的润滑油与外置油箱模块内的润滑油进行循环；

所述内部润滑模块包括内部储油仓、内部电机泵、冷却器以及温度传感器；

所述内部储油仓用于存储经过过滤器过滤的纯净的润滑油，所述内部电机泵用于将内部储油仓内的润滑油输送至供油管路；

所述冷却器用于对供油管路内的润滑油进行冷却处理；

所述温度传感器用于监测齿轮箱轴承以及风电齿轮箱内部润滑油的温度；

所述终端处理器包括图像绘制单元、分析单元、控制单元以及存储单元；

所述图像绘制单元基于温度传感器采集到的温度绘制温度分布图像；

所述分析单元用于对温度分布图像、风电齿轮箱内部的润滑油量、叶片转速以及外部储油仓的润滑油量进行分析，基于分析结果向控制单元发送信号；

所述控制单元基于从分析单元接收到的信号对管路模块、循环模块以及内部润滑模块进行调控；

所述存储单元用于存储在标准情况下叶片不同转速下风电齿轮箱内部的油量。

进一步地，所述管路模块的供油管路包括内部输出管路、外部供油管路、内部供油管路以及总出油管路：

所述内部输出管路与风电齿轮箱底部的出油口连接，铺设内部输出管路至外部储油仓；

所述外部供油管路与预处理储油仓连接，所述外部供油管路经过过滤器，对从预处理储油仓输出的润滑油进行过滤，经过过滤器后的外部供油管路有两个分支，两个分支管路设置为回流管路以及外部输入管路，所述回流管路与内部储油仓连接，所述外部输入管路与总出油管路连接；

所述内部供油管路与内部储油仓连接，铺设内部供油管路至总出油管路；

所述总出油管路与内部供油管路和外部输入管路连接，经过冷却器后向风电齿轮箱供油。

进一步地，所述图像绘制单元配置有图像绘制策略，所述图像绘制策略包括：

获取温度传感器监测到的齿轮箱轴承以及风电齿轮箱内部润滑油的温度，记为轴承温度以及润滑油温度，获取风电齿轮箱内部齿轮组的参数；

基于风电齿轮箱内部齿轮组的参数绘制风电齿轮箱内部齿轮组的横截面图像，将温度传感器的监测点与横截面图像进行匹配，将温度传感器的监测点记为轴承温度点，在轴承温度点以第一半径做圆，记为第一同心圆，将第一同心圆标记上轴承温度；

在轴承温度点以第二半径至第N半径做圆，记为第二同心圆至第N同心圆，将第二同心圆的最外圈标记上第一扩散温度，所述第一扩散温度为轴承温度减去标准损耗温度，将第三同心圆的最外圈标记上第二扩散温度，所述第二扩散温度为第一扩散温度减去标准损耗温度，依次类推，当第N同心圆的最外圈标记的第N-1扩散温度小于等于润滑油温度时，将第N-1扩散温度设置为润滑油温度，停止做圆，并将横截面图像剩下没有被标记的区域标记上润滑油温度，得到温度分布图像。

进一步地，所述分析单元配置有图像分析策略，所述图像分析策略包括：

每隔第一时间获取温度分布图像，获取温度分布图像上的标记点所在的区域面积，将大于等于第一标准温度的区域面积记为第一高温面积，当第一高温面积大于等于第一标准区域面积时，向控制单元发送第一温度信号；

将大于等于第二标准温度的区域面积记为第二高温面积，当第二高温面积大于等于第二标准区域面积时，向控制单元发送第二温度信号；将大于等于第三标准温度的区域面积记为第三高温面积，当第三高温面积大于等于第三标准区域面积时，向控制单元发送第三温度信号。

进一步地，所述分析单元还配置有油量分析策略，所述油量分析策略包括：

实时获取外部储油仓内部的润滑油量，当外部储油仓内部的润滑油量大于等于外部油量阈值时，将外部储油仓内部的润滑油量与外部油量阈值的差值记为外部过量油量，向控制单元发送外部油量过多信号；

每隔第一时间获取温度分布图像、风电齿轮箱内部的油量以及叶片转速；获取标准情况下当前叶片转速下的风电齿轮箱内部的油量，记为当前标准油量，当风电齿轮箱内部的油量大于当前标准油量时，将风电齿轮箱内部的油量与当前标准油量的差值记为内部过量油量；当温度分布图像内最大温度小于等于第一标准温度时，向控制单元发送内部油量过多信号。

进一步地，所述控制单元配置有管路控制策略，所述管路控制策略包括：

当接收到外部油量过多信号时，打开外部供油管路、外部电泵机以及回流管路，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤器后流入内部储油仓，当流通的油量等于外部过量油量时关闭外部供油管路、外部电泵机以及回流管路；

当接收到内部油量过多信号时，打开内部输出管路将风电齿轮箱内部的润滑油流入外部储油仓，当流通的油量等于内部过量油量时关闭内部输出管路；

当接收到第一温度信号时，打开内部供油管路、总出油管路以及内部电泵机，将内部储油仓内的润滑油流入风电齿轮箱，当流通的油量等于第一温度油量时关闭内部供油管路、总出油管路以及内部电泵机，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略；

当接收到第二温度信号时，打开内部供油管路、冷却器、总出油管路以及内部电泵机，将内部储油仓内的润滑油经过冷却后流入风电齿轮箱，当流通的油量等于第二温度油量时关闭内部供油管路、冷却器、总出油管路以及内部电泵机，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略；

当接收到第三温度信号时，打开外部供油管路、外部电泵机、过滤器、冷却器以及总出油管路，获取当前外置油箱内的温度，当外置油箱内的温度大于等于第一低温时，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤和冷却后流入风电齿轮箱；

当外置油箱内的温度小于等于第一低温时，关闭冷却器，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤后流入风电齿轮箱；

当流通的油量等于第三温度油量时关闭外部供油管路、外部电泵机、过滤器、冷却器以及总出油管路，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略。

进一步地，所述外置油箱模块配置有预处理策略，所述预处理策略包括：

将外部储油仓内的预处理油量的润滑油流入预处理储油仓内，当预处理储油仓内的润滑油减少时持续流入，保持预处理储油仓内的润滑油油量恒定，所述预处理储油仓内包括增温管；

获取当前外置油箱内的温度，当外置油箱内的温度小于等于第一低温时，启动增温管对预处理储油仓内的润滑油进行增温处理，保持预处理储油仓内的润滑油温度恒定。

进一步地，所述循环模块配置有循环策略，所述循环策略包括：

当所有管路均未被控制单元打开时，打开内部输出管路、外部供油管路、外部输入管路以及总出油管路，将风电齿轮箱内的润滑油以第一速率从内部输出管路流入外部储油仓，同时将预处理储油仓内的润滑油以第一速率从外部供油管路流入风电齿轮箱，保证风电齿轮箱内部的润滑油恒定；

当控制单元开始控制管路时，关闭内部输出管路、外部供油管路、外部输入管路以及总出油管路。

本发明的有益效果：本发明给风电齿轮箱外部安装一个外置油箱，这样的好处在于能够在满足风电齿轮箱高速运转情况下的用油需求时不增加风电齿轮箱的体积、容量以及制作成本，提高资源利用效率，有利于风电齿轮箱内部润滑油的循环；

本发明还通过根据温度传感器的检测结果绘制温度分布图像，基于温度分布图像向控制单元发送信号，这样的好处在于能够对风电齿轮箱运行时不同的内部温度做出不同的管路控制，能够准确地对润滑油的油量进行增减，减少多余润滑油的消耗，及时对风电齿轮箱的润滑油进行补充和冷却，增加风电齿轮箱的使用寿命；

本发明还通过循环模块对风电齿轮箱内部的润滑油和预处理储油仓的润滑油进行循环，这样的好处在于能够在正常运行时对风电齿轮箱内部的润滑油的热量进行传出，让风电齿轮箱在温度在正常运行时更加稳定，升高时更加平滑，防止外部的冷润滑油和内部的热润滑油接触对风电齿轮箱造成损伤。

本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的风力发电齿轮箱润滑配管模拟系统的原理框图；

图2为本发明的温度分布图像的标记示意图；

图3为本发明的外置油箱在风电齿轮箱外部的位置示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1所示，本发明提供一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，包括外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块以及终端处理器，外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块与终端处理器通讯连接；

请参阅图3所示，本发明的外置油箱放置在风电齿轮箱的外侧；

外置油箱模块包括外部电机泵、外部储油仓、预处理储油仓以及过滤器，外部电机泵用于将外部储油仓内的润滑油输送至供油管路，外部储油仓用于存储润滑油，预处理储油仓与外部储油仓连通，预处理储油仓用于给外部储油仓存储的润滑油进行加热，过滤器用于将外部储油仓的润滑油过滤成可供风电齿轮箱使用的纯净的润滑油；

外置油箱模块配置有预处理策略，预处理策略包括：

将外部储油仓内的预处理油量的润滑油流入预处理储油仓内，当预处理储油仓内的润滑油减少时持续流入，保持预处理储油仓内的润滑油油量恒定，保持预处理储油仓内的润滑油油量恒定是为了保证在输送润滑油时预处理储油仓内的油量足够；

预处理储油仓内包括增温管；

获取当前外置油箱内的温度，当外置油箱内的温度小于等于第一低温时，启动增温管对预处理储油仓内的润滑油进行增温处理，保持预处理储油仓内的润滑油温度恒定；

在具体实施过程中，第一低温设置为10℃，当外部温度降低时，会导致预处理储油仓内润滑油的温度降低，低温润滑油从预处理储油仓流入到风电齿轮箱内时，低温润滑油和高温润滑油接触，会对风电齿轮箱内部造成损坏，除此之外，低温润滑油的润滑流动性不如高温润滑油，因此在温度过低时，在预处理储油仓内对即将投入使用的润滑油进行加热处理，使其在使用时能够更加高效且安全地发挥润滑作用；

管路模块用于给外置油箱和风电齿轮箱之间配置供油管路；

管路模块的供油管路包括内部输出管路、外部供油管路、内部供油管路以及总出油管路；

内部输出管路与风电齿轮箱底部的出油口连接，铺设内部输出管路至外部储油仓，流入外部储油仓而不是预处理储油仓是因为预处理储油仓内的润滑油是恒定的且是用于随时输出的预处理后的润滑油，流入外部储油仓的润滑油如果过多会由控制单元调控后流入内部储油仓内；

外部供油管路与预处理储油仓连接，外部供油管路经过过滤器，对从预处理储油仓输出的润滑油进行过滤，经过过滤器后的外部供油管路有两个分支，两个分支管路设置为回流管路以及外部输入管路，回流管路与内部储油仓连接，外部输入管路与总出油管路连接，回流管路是当外部储油仓内的润滑油大于等于外部油量阈值时通过回流管路将多余的润滑油流入内部储油仓中，保证内外部储油仓内润滑油的恒定；

内部供油管路与内部储油仓连接，铺设内部供油管路至总出油管路；

总出油管路与内部供油管路和外部输入管路连接，经过冷却器后向风电齿轮箱供油，为了节省能耗且保持冷却效果，冷却器放置在总出油管路管路上，根据当前的温度可开可关；

循环模块用于控制管路模块对风电发电机内的润滑油与外置油箱模块内的润滑油进行循环；

循环模块配置有循环策略，循环策略包括：

当所有管路均未被控制单元打开时，打开内部输出管路、外部供油管路、外部输入管路以及总出油管路，在不影响控制单元对供油管路进行控制的前提下，对风电齿轮箱中的润滑油进行循环处理；

将风电齿轮箱内的润滑油以第一速率从内部输出管路流入外部储油仓，同时将预处理储油仓内的润滑油以第一速率从外部供油管路流入风电齿轮箱，保证风电齿轮箱内部的润滑油恒定，出油速率和进油速率保持一致，不改变风电齿轮箱内部的润滑效果，对风电齿轮箱内部的润滑油进行持续的更替，将含有热量的润滑油带走，将温度较低的润滑油流入，能够对风电齿轮箱内部的降温起到辅助作用；

在具体实施过程中，第一速率设置为1m/s；

当控制单元开始控制管路时，关闭内部输出管路、外部供油管路、外部输入管路以及总出油管路；

内部润滑模块包括内部储油仓、内部电机泵、冷却器以及温度传感器；

内部储油仓用于存储经过过滤器过滤的纯净的润滑油，内部电机泵用于将内部储油仓内的润滑油输送至供油管路；

冷却器用于对供油管路内的润滑油进行冷却处理；

温度传感器用于监测齿轮箱轴承以及风电齿轮箱内部润滑油的温度；

终端处理器包括图像绘制单元、分析单元、控制单元以及存储单元；

图像绘制单元基于温度传感器采集到的温度绘制温度分布图像；

图像绘制单元配置有图像绘制策略，图像绘制策略包括：

获取温度传感器监测到的齿轮箱轴承以及风电齿轮箱内部润滑油的温度，记为轴承温度以及润滑油温度，获取风电齿轮箱内部齿轮组的参数，具体参数为风电齿轮箱内行星齿轮组轮圈的直径，太阳齿轮轴心的位置，行星齿轮轴心的位置以及行星齿轮的齿轮数；

请参阅图2所示，基于风电齿轮箱内部齿轮组的参数绘制风电齿轮箱内部齿轮组的横截面图像，将温度传感器的监测点与横截面图像进行匹配，记为轴承温度点，在轴承温度点以第一半径做圆，记为第一同心圆，将第一同心圆标记上轴承温度，轴承温度点在内部齿轮组中是温度最高的点，以轴承温度点为中心做N个同心圆，能够直观地表示内部齿轮组中的温度分布情况；

在具体实施过程中，第一半径设置为20cm；

在轴承温度点以第二半径至第N半径做圆，记为第二同心圆至第N同心圆，将第二同心圆的最外圈标记上第一扩散温度，第一扩散温度为轴承温度减去标准损耗温度，将第三同心圆的最外圈标记上第二扩散温度，第二扩散温度为第一扩散温度减去标准损耗温度，依次类推，当第N同心圆的最外圈标记的第N-1扩散温度小于等于润滑油温度时，将第N-1扩散温度设置为润滑油温度，停止做圆，并将横截面图像剩下没有被标记的区域标记上润滑油温度，得到温度分布图像，因为内部齿轮组被润滑油进行润滑，因此内部齿轮组中的最低温度应大于等于润滑油温度；

在具体实施过程中，第二半径为第一半径的基础上增加5cm，以此类推，标准损耗温度设置为5℃，检测到轴承温度为70℃，润滑油温度为52℃，则第一扩散温度为65℃，第二扩散温度为60℃，第三扩散温度为55℃，第四扩散温度为52℃；

分析单元用于对温度分布图像、风电齿轮箱内部的润滑油量、叶片转速以及外部储油仓的润滑油量进行分析，基于分析结果向控制单元发送信号；

分析单元配置有图像分析策略，图像分析策略包括：

每隔第一时间获取温度分布图像，获取温度分布图像上的标记点所在的区域面积，将大于等于第一标准温度的区域面积记为第一高温面积，当第一高温面积大于等于第一标准区域面积时，向控制单元发送第一温度信号；

将大于等于第二标准温度的区域面积记为第二高温面积，当第二高温面积大于等于第二标准区域面积时，向控制单元发送第二温度信号；将大于等于第三标准温度的区域面积记为第三高温面积，当第三高温面积大于等于第三标准区域面积时，向控制单元发送第三温度信号；

在具体实施过程中，根据实际内部齿轮组横截面的面积，将第一标准区域面积至第三标准区域面积设定为内部齿轮组横截面的面积的40%、50%、60%，第一标准温度至第三标准温度设置为55℃，65℃，75℃，第一时间设定为0.5h，检测到大于55℃的区域面积为45%，大于65℃的区域面积为5%，此时区域内的温度过高，需要向控制单元发送第一温度信号；

分析单元还配置有油量分析策略，油量分析策略包括：

实时获取外部储油仓内部的润滑油量，当外部储油仓内部的润滑油量大于等于外部油量阈值时，将外部储油仓内部的润滑油量与外部油量阈值的差值记为外部过量油量，向控制单元发送外部油量过多信号，当外部储油仓内的润滑油过多时，将多余的润滑油通过过滤后经过控制单元控制后流入到内部储油仓内，保持内部储油仓与外部储油仓温度恒定；

每隔第一时间获取温度分布图像、风电齿轮箱内部的油量以及叶片转速；获取标准情况下当前叶片转速下的风电齿轮箱内部的油量，记为当前标准油量，当风电齿轮箱内部的油量大于当前标准油量时，将风电齿轮箱内部的油量与当前标准油量的差值记为内部过量油量；当温度分布图像内最大温度小于等于第一标准温度时，向控制单元发送内部油量过多信号，因为此时风电齿轮箱内部温度较低，而风电齿轮箱内部的润滑油较多，通过发送信号，将多余的润滑油从风电齿轮箱内抽离出来，能够有效提高风电齿轮箱的转动效率以及润滑油的使用寿命；

控制单元基于从分析单元接收到的信号对管路模块、循环模块以及内部润滑模块进行调控；

控制单元配置有管路控制策略，管路控制策略包括：

当接收到外部油量过多信号时，打开外部供油管路、外部电泵机以及回流管路，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤器后流入内部储油仓，当流通的油量等于外部过量油量时关闭外部供油管路、外部电泵机以及回流管路，当外部储油仓油量过多时，将外部储油仓多余的润滑油经过过滤后流入内部储油仓，防止内部储油仓使用时出现油量不足的问题，保持外部储油仓与内部储油仓存储的润滑油恒定；

当接收到内部油量过多信号时，打开内部输出管路将风电齿轮箱内部的润滑油流入外部储油仓，当流通的油量等于内部过量油量时关闭内部输出管路，将风电齿轮箱内多余的润滑油排入外部储油仓中，因为外部储油仓向外的供油管路中配置有过滤器，同时防止过量的润滑油在风电齿轮箱内运转，保证风电齿轮箱的运行效率，延长风电齿轮箱的使用寿命，同时减少润滑油的过量消耗，提高资源利用率；

当接收到第一温度信号时，打开内部供油管路、总出油管路以及内部电泵机，将内部储油仓内的润滑油流入风电齿轮箱，当流通的油量等于第一温度油量时关闭内部供油管路、总出油管路以及内部电泵机，在接收到第一温度信号时，此时风电齿轮箱内部的温度不需要开启冷却器，在及时补充润滑油的同时减少能源的消耗，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略，这一步是为了验证第一温度油量是否足够满足风电齿轮箱的需求，如果不满足能够及时进行补充；

在具体实施过程中，第一温度油量设置为5L，第一运行时间设置为0.5h；

当接收到第二温度信号时，此时温度较高，应打开冷却器对输入的润滑油进行冷却，打开内部供油管路、冷却器、总出油管路以及内部电泵机，将内部储油仓内的润滑油经过冷却后流入风电齿轮箱，当流通的油量等于第二温度油量时关闭内部供油管路、冷却器、总出油管路以及内部电泵机，及时关闭冷却器，能够减少能源损耗，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略；

在具体实施过程中，第二温度油量设置为15L；

当接收到第三温度信号时，打开外部供油管路、外部电泵机、过滤器、冷却器以及总出油管路，获取当前外置油箱内的温度，当外置油箱内的温度大于等于第一低温时，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤和冷却后流入风电齿轮箱；

当外置油箱内的温度小于等于第一低温时，关闭冷却器，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤后流入风电齿轮箱，获取外置油箱内的温度是为了防止此时外置油箱温度过低，导致预处理储油仓内的润滑油油温过低，导致低温润滑油与风电齿轮箱内的高温润滑油接触，对风电齿轮箱内部造成损伤，当温度低于第一低温时将预处理储油仓内的润滑油进行加热后再进行输送；

当流通的油量等于第三温度油量时关闭外部供油管路、外部电泵机、过滤器、冷却器以及总出油管路，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略；

在具体实施过程中，第三温度油量设置为20L；

存储单元用于存储在标准情况下叶片不同转速下风电齿轮箱内部的油量。

工作原理：本发明的图像绘制单元根据温度传感器的检测结果绘制温度分布图像，分析单元基于温度分布图像向控制单元发送信号，控制单元通过接收到的信号对供油管路进行控制，对于风电齿轮箱内部不同温度情况下做出不同的管路调控，在风电齿轮箱内部润滑油量过多时，将风电齿轮箱内部的润滑油的一部分通过供油管路输送到外部储油仓，在外部储油仓油量过多时，通过供油管路将一部分润滑油通过供油管路输送到内部储油仓，这样有利于润滑油的循环，外置油箱还配置有预处理储油仓，能够在外部环境过低时对将要输送的润滑油进行预处理。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static RandomAccess Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，其特征在于，包括外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块以及终端处理器，所述外置油箱模块、管路模块、循环模块、内部润滑模块与终端处理器通讯连接；

所述外置油箱模块包括外部电机泵、外部储油仓、预处理储油仓以及过滤器，所述外部电机泵用于将外部储油仓内的润滑油输送至供油管路，所述外部储油仓用于存储润滑油，所述预处理储油仓与外部储油仓连通，所述预处理储油仓用于给外部储油仓存储的润滑油进行加热，所述过滤器用于将外部储油仓的润滑油过滤成可供风电齿轮箱使用的纯净的润滑油；

所述管路模块用于给外置油箱和风电齿轮箱之间配置供油管路；

所述循环模块用于控制管路模块对风电发电机内的润滑油与外置油箱模块内的润滑油进行循环；

所述内部润滑模块包括内部储油仓、内部电机泵、冷却器以及温度传感器；

所述内部储油仓用于存储经过过滤器过滤的纯净的润滑油，所述内部电机泵用于将内部储油仓内的润滑油输送至供油管路；

所述冷却器用于对供油管路内的润滑油进行冷却处理；

所述温度传感器用于监测齿轮箱轴承以及风电齿轮箱内部润滑油的温度；

所述终端处理器包括图像绘制单元、分析单元、控制单元以及存储单元；

所述图像绘制单元基于温度传感器采集到的温度绘制温度分布图像；

所述分析单元用于对温度分布图像、风电齿轮箱内部的润滑油量、叶片转速以及外部储油仓的润滑油量进行分析，基于分析结果向控制单元发送信号；

所述控制单元基于从分析单元接收到的信号对管路模块、循环模块以及内部润滑模块进行调控；

所述存储单元用于存储在标准情况下叶片不同转速下风电齿轮箱内部的油量；

所述管路模块的供油管路包括内部输出管路、外部供油管路、内部供油管路以及总出油管路；

所述内部输出管路与风电齿轮箱底部的出油口连接，铺设内部输出管路至外部储油仓；

所述外部供油管路与预处理储油仓连接，所述外部供油管路经过过滤器，对从预处理储油仓输出的润滑油进行过滤，经过过滤器后的外部供油管路有两个分支，两个分支管路设置为回流管路以及外部输入管路，所述回流管路与内部储油仓连接，所述外部输入管路与总出油管路连接；

所述内部供油管路与内部储油仓连接，铺设内部供油管路至总出油管路；

所述总出油管路与内部供油管路和外部输入管路连接，经过冷却器后向风电齿轮箱供油。

2.根据权利要求1所述的一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，其特征在于，所述图像绘制单元配置有图像绘制策略，所述图像绘制策略包括：

获取温度传感器监测到的齿轮箱轴承以及风电齿轮箱内部润滑油的温度，记为轴承温度以及润滑油温度，获取风电齿轮箱内部齿轮组的参数；

基于风电齿轮箱内部齿轮组的参数绘制风电齿轮箱内部齿轮组的横截面图像，将温度传感器的监测点与横截面图像进行匹配，将温度传感器的监测点记为轴承温度点，在轴承温度点以第一半径做圆，记为第一同心圆，将第一同心圆标记上轴承温度；

在轴承温度点以第二半径至第N半径做圆，记为第二同心圆至第N同心圆，将第二同心圆的最外圈标记上第一扩散温度，所述第一扩散温度为轴承温度减去标准损耗温度，将第三同心圆的最外圈标记上第二扩散温度，所述第二扩散温度为第一扩散温度减去标准损耗温度，依次类推，当第N同心圆的最外圈标记的第N-1扩散温度小于等于润滑油温度时，将第N-1扩散温度设置为润滑油温度，停止做圆，并将横截面图像剩下没有被标记的区域标记上润滑油温度，得到温度分布图像。

3.根据权利要求2所述的一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，其特征在于，所述分析单元配置有图像分析策略，所述图像分析策略包括：

每隔第一时间获取温度分布图像，获取温度分布图像上的标记点所在的区域面积，将大于等于第一标准温度的区域面积记为第一高温面积，当第一高温面积大于等于第一标准区域面积时，向控制单元发送第一温度信号；

将大于等于第二标准温度的区域面积记为第二高温面积，当第二高温面积大于等于第二标准区域面积时，向控制单元发送第二温度信号；

将大于等于第三标准温度的区域面积记为第三高温面积，当第三高温面积大于等于第三标准区域面积时，向控制单元发送第三温度信号；

所述分析单元还配置有油量分析策略，所述油量分析策略包括：

实时获取外部储油仓内部的润滑油量，当外部储油仓内部的润滑油量大于等于外部油量阈值时，将外部储油仓内部的润滑油量与外部油量阈值的差值记为外部过量油量，向控制单元发送外部油量过多信号；

每隔第一时间获取温度分布图像、风电齿轮箱内部的油量以及叶片转速；获取标准情况下当前叶片转速下的风电齿轮箱内部的油量，记为当前标准油量，当风电齿轮箱内部的油量大于当前标准油量时，将风电齿轮箱内部的油量与当前标准油量的差值记为内部过量油量；当温度分布图像内最大温度小于等于第一标准温度时，向控制单元发送内部油量过多信号；

所述控制单元配置有管路控制策略，所述管路控制策略包括：

当接收到外部油量过多信号时，打开外部供油管路、外部电泵机以及回流管路，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤器后流入内部储油仓，当流通的油量等于外部过量油量时关闭外部供油管路、外部电泵机以及回流管路；

当接收到内部油量过多信号时，打开内部输出管路将风电齿轮箱内部的润滑油流入外部储油仓，当流通的油量等于内部过量油量时关闭内部输出管路；

当接收到第一温度信号时，打开内部供油管路、总出油管路以及内部电泵机，将内部储油仓内的润滑油流入风电齿轮箱，当流通的油量等于第一温度油量时关闭内部供油管路、总出油管路以及内部电泵机，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略；

当接收到第二温度信号时，打开内部供油管路、冷却器、总出油管路以及内部电泵机，将内部储油仓内的润滑油经过冷却后流入风电齿轮箱，当流通的油量等于第二温度油量时关闭内部供油管路、冷却器、总出油管路以及内部电泵机，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略；

当接收到第三温度信号时，打开外部供油管路、外部电泵机、过滤器、冷却器以及总出油管路，获取当前外置油箱内的温度，当外置油箱内的温度大于等于第一低温时，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤和冷却后流入风电齿轮箱；

当外置油箱内的温度小于等于第一低温时，关闭冷却器，将预处理储油仓内的润滑油经过过滤后流入风电齿轮箱；

当流通的油量等于第三温度油量时关闭外部供油管路、外部电泵机、过滤器、冷却器以及总出油管路，关闭后经过第一运行时间执行一次图像绘制策略以及图像分析策略。

4.根据权利要求3所述的一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，其特征在于，所述外置油箱模块配置有预处理策略，所述预处理策略包括：

将外部储油仓内的预处理油量的润滑油流入预处理储油仓内，当预处理储油仓内的润滑油减少时持续流入，保持预处理储油仓内的润滑油油量恒定，所述预处理储油仓内包括增温管；

获取当前外置油箱内的温度，当外置油箱内的温度小于等于第一低温时，启动增温管对预处理储油仓内的润滑油进行增温处理，保持预处理储油仓内的润滑油温度恒定。

5.根据权利要求1所述的一种带外置油箱的风电齿轮箱润滑冷却控制系统，其特征在于，所述循环模块配置有循环策略，所述循环策略包括：

当所有管路均未被控制单元打开时，打开内部输出管路、外部供油管路、外部输入管路以及总出油管路，将风电齿轮箱内的润滑油以第一速率从内部输出管路流入外部储油仓，同时将预处理储油仓内的润滑油以第一速率从外部供油管路流入风电齿轮箱，保证风电齿轮箱内部的润滑油恒定；

当控制单元开始控制管路时，关闭内部输出管路、外部供油管路、外部输入管路以及总出油管路。