CN117231435B - 基于动态管控的风力发动机运维调试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发动机调试技术领域，尤其是基于动态管控的风力发动机运维调试系统，风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块、风力发动机安全评价模块、风力发动机管控调试模块以及云端数据库；风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块、风力发动机安全评价模块、风力发动机管控调试模块均与云端数据库实现双向信号连接。本风力发动机运维调试系统能够针对大型风力机进行风轮部分及齿轮箱部分的综合运行状态评价，在评价分析时能够获取多方位的叶片振动信息、变桨轴承振动信息、变桨电机振动信息等实现对整个风力机的振动进行监测评价、分析，并由风力发动机管控调试模块接收分析结果并调试风力机系统完成不同状态下的精确监测。

Description

基于动态管控的风力发动机运维调试系统

技术领域

本发明涉及风力发动机管控及调试技术领域，尤其是基于动态管控的风力发动机运维调试系统。

背景技术

风力发动机简称风力机，其是将气流的动能转为机械能，通常会连接并且带动发电机发电，风力机是构成风力发电机组的必要部件单元。根据风轮轴和转动轴线的方向可以将风力发动机分为垂直轴风力机和水平轴风力机，目前水平轴风力机在风力发电中应用比例较高。

为保证风力机的正常运行，需要定期对风力发动机的运行状态进行监测、调试，目前主要是通过对核心部件风轮的运行状态等相关数据进行监测、计算与调试，以此来判断当前风力发动机的运行状态，依靠上述的监测调试方式实现风力发动机运行维护与调试，虽然可以从一定程度上反映当前风力发动机的运行安全性状态，但是对于长期运行后的发动机系统，这种调试、监测方式存在也相当大的片面性。

一方面，由于风力发动机一般由风轮（由安装在轮毂上的叶片组成）、变桨驱动器、机舱、制动器、低速传动轴、齿轮箱、高速传动轴以及末端发电机等部件组成，主要依靠对前端核心风轮的监测、分析计算会忽略或者弱化其余的相关零件的综合影响，使得得到的结果的可靠性降低。

另一方面，风力发动机在运行的过程中由于存在多级传动的情况，长期运行后的风力发动机系统其本身会存在因零件磨损造成的传动安全隐患；另外，在风轮工作时应对不同风速的工况环境时，各下游及终端的传动轴及传动齿轮的载荷变化及零件的形变等也会影响前端风轮的运行状态，进而影响整个风力发动机运行的可靠性，因此除风轮外的其余零件的监测与调试也存在必要性。

为此，本发明针对现有技术中的风力发动机的运行维护、监测及调试进行了优化与改进，特此提出了一种基于动态管控的风力发动机运维调试系统，用以更好地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：基于动态管控的风力发动机运维调试系统，包括风轮运行参数获取模块，用于获取目标风力发动机的风轮有效参数信息，齿轮箱运行监测模块，用于获取当前齿轮箱内部零件的温度参数信息、振动参数信息、润滑油液参数信息，风力发动机安全评价模块，用于整合并分析由风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块获取的信息并对当前的风力发动机运行的安全可靠性进行评价分析，风力发动机管控调试模块，用于动态获取风力发动机安全评价模块的评价分析结果并根据分析评价结果判断当前风力发动机存在的安全隐患，同时控制风力发动机的对应部件的运转参数的调整，云端数据库，用于存储全部参数信息并供各模块提取使用。

在上述任一方案中优选的是，所述风轮运行参数获取模块的具体工作过程包括：提取相关出厂参数并得到风轮的各叶片的全部外形尺寸信息。

利用预装的各振动传感器获取当前叶片的叶根的有效振幅信息记为，其中，a表示第a个叶根测量点位，利用预装的各振动传感器获取叶片的叶尖迎风面、叶尖背风面的有效振幅信息并依次记为/>、/>。

根据上述获取的信息分析得到叶片振动烈度，其计算公式为；式中，/>为权重因子且/>，为矫正系数，在选择矫正系数时根据行业常识及当前的叶片的尺寸比及叶片材质及安装状态按需选择即可，在此考虑到与叶片配合的轮毂处于低速运转状态，利用振动幅度作为参数指标进行振动烈度的评判，能够更好地适用于低速机械振动的评定。

获取轮毂内部的变桨轴承的轴承内圈前端温度值、轴承内圈后端温度值/>、变桨电机的电机轴当前测量点位的温度值/>，通过分析公式得到变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>，其中，b表示变桨电机的电机轴上的第b个温度测量点位。

云端数据库获取当前变桨轴承的内圈温度阈值、变桨电机的电机轴的温度阈值/>。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮箱运行监测模块的具体工作过程包括：经内置粘度传感器监测获取齿轮箱内部润滑油液的流体粘度，通过分析公式得到当前流体粘度偏差度/>，当/>时，流体粘度偏差度符合要求，否则不符合要求。

从云端数据库获取监测得到的齿轮箱内部润滑油液的油温，分析得到齿轮箱油温异常度。

从云端数据库的行星齿轮箱参数信息中获取行星架前后端面各点位处的行星架轴向振动速度，行星架径向振动速度/>。

从云端数据库的行星齿轮箱参数信息中获取各行星轮轴前后端面各点位处的行星轮轴的轴向振动速度，行星轮轴的径向振动速度/>。

通过分析公式得到行星齿轮箱振动烈度/>，其中，/>表示行星架轴向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星架径向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星轮轴轴向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星轮轴径向振动速度的测量点位的数量。

在上述任一方案中优选的是，所述风轮运行参数获取模块的具体工作过程还包括：对比获取得到的与/>并根据对比结果判断当前变桨轴承的轴承导正符合率/>，当时，则变桨轴承导正符合率符合要求且/>记为1，否则变桨轴承导正符合率不符合要求，/>记为0。

获取轮毂内部的变桨轴承的轴承内圈的前端振动幅度、轴承内圈的后端振动幅度/>，通过分析公式/>得到变桨轴承的轴承内圈振动烈度/>，其中，/>表示轴承内端对应端面处的振动幅度的取点数量。

从云端数据库的变桨电机信息中获取变桨电机的电机壳前端水平振幅、电机壳后端水平振幅/>，电机壳前端竖直振幅/>、电机壳后端竖直振幅/>，通过分析公式得到变桨电机振动烈度/>，其中，/>为矫正系数；由于变桨电机处于固定状态，因此其振动属于小幅度水平、竖直振动状态，故在进行变桨电机的振动烈度计算时，以其前后两端部位振动拾取点，采用两端面定点获取水平振幅、竖直振幅参数能够保证电机壳振动信息的相对准确性的同时提高计算效率；另外，在此考虑到定位状态下的变桨电机在振动时处于低速小幅度的振动状态，利用振动幅度作为参数指标进行振动烈度的评判，能够更好地适用于低速机械振动的评定。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮箱运行监测模块的具体工作过程还包括：获取齿轮箱的输入端轴承温度、输出端轴承温度/>，将/>分别与云端数据库内部预存入的输入端轴承温度、输出端轴承温度合理温度范围取值进行对比，当/>均在合理取值范围内且/>的偏差在合理范围内时则当前齿轮箱的轴承温度符合要求，同时将齿轮箱轴承评估异常系数/>记为0，否则记为1。

在上述任一方案中优选的是，所述风力发动机安全评价模块的工作过程包括：获取风轮运行参数获取模块中的叶片振动烈度、行星齿轮箱振动烈度/>、变桨轴承的轴承内圈振动烈度/>、变桨电机振动烈度/>；通过分析公式得到当前风力电动机的振动异常评估系数/>；其中，/>为自然常数，/>表示权重因子，且/>，将得到的风力电动机的振动异常评估系数/>与风力电动机振动阈值相比较，当风力电动机的振动异常评估系数/>小于风力电动机振动阈值时，则当前的风力电动机振动情况在误差许可范围内；否则，当前风力电动机存在超出误差范围的异常振动，此时将异常振动信号反馈至风力发动机管控调试模块。

当风力电动机振动情况在误差许可范围时，继续进行风力发动机的风轮部位温度评估分析。

当风力发动机的风轮部位的温度评估合格时，继续获取齿轮箱运行监测模块中的流体粘度偏差度、齿轮箱油温异常度/>、变桨轴承的轴承导正符合率/>、齿轮箱轴承评估异常系数/>；否则，将风轮部位的温度评估不合格信号反馈至风力发动机管控调试模块。

根据获取得到的分析结果判断，当时，则判断当前齿轮箱运转状态符合要求；否则，将齿轮箱运转状态不符合要求的信号反馈至风力发动机管控调试模块。

在上述任一方案中优选的是，进行风力发动机的风轮部位温度评估分析的具体步骤包括：获取风轮运行参数获取模块中的变桨轴承的轴承内圈前端温度值、轴承内圈后端温度值/>、变桨电机的电机轴当前测量点位的温度值/>、变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>；将变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>与电机轴温差分布评估指数阈值取差值，当差值小于0时，则当前的变桨电机的电机轴温差分布符合要求。

分别将轴承内圈前端温度值与变桨轴承的内圈温度阈值/>取差值，将轴承内圈后端温度值/>与变桨电机的电机轴的温度阈值/>取差值，当两差值均小于0时，则当前轴承内圈温度符合要求；其中，/>、/>的取值根据当前轴承的类型进行查询获得，以深沟球轴承为例，其正常的负荷区的温度应该在120℃-150℃之间，其阈值一般选择为180℃；当、/>、/>、/>均符合要求时，则风力发动机的风轮部位的温度评估合格，否则不合格；当以上结果均为合格时，则当前的风力发动机运行状态符合要求，否则不符合要求。

在上述任一方案中优选的是，所述风力发动机管控调试模块的具体工作过程包括：获取风力发动机安全评价模块的各项评估结果，并寻找不合格或者不符合要求的参数项，根据获取得到的不合格或者不符合要求的参数项锁定其在风力发动机上的结构位置。

通过风力发动机地面控制端调试各结构位置处的转速、功率及变距迎风角，然后风力发动机安全评价模块重新评估并重新获取最新评估结果，当在N种调试状态下的评估结果均不合格时，则安排运维人员对当前风力发动机进行检修维护。

在上述任一方案中优选的是，N为≥3的自然数。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本风力发动机运维调试系统能够针对大型风力机进行风轮部分及齿轮箱部分的综合运行状态评价，在评价分析时能够获取多方位的叶片振动信息、变桨轴承振动信息、变桨电机振动信息等实现对整个风力机的振动进行监测评价、分析，并由风力发动机管控调试模块接收分析结果并调试风力机系统完成不同状态下的精确监测，同时在确定故障后由运维人员进行维检。

2、本发明中的风力发动机安全评价模块在进行风力发动机的安全性评价时，根据不同为位置处的机械运转速度信息来利用不同参数类型分析得到振动烈度相关值，能够全面的分析风力发动机在运转状态下的综合振动情况，并能够根据当前风力机输入端、传动端的振动情况有效地判断当前振动对整个风力机正常运转的不良影响程度，同时在不良影响超过限值时进行反馈，有效地保证对风力机运转状态的动态监管。

3、从变桨轴承温度、电机轴温度、齿轮箱油温等关键部位进行温度参数的获取、分析并判断当前风力机运转部位的温度异常情况，有效地实现了对多处核心部位的温度的有效监管，提高监管的效果，避免运转部件的长期过热导致的风力机故障问题。

4、多点位振动信息综合评价、多点位温度信息综合评价及核心传动油温监测的方式能够提高风力发动机运维管控的可靠性，同时根据管控评价结果可以反馈并及时让运维人员得到反馈结果，便于快速检修、维护，有助于提高大型风力发动机产品的维护效果与管理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的基于动态管控的风力发动机运维调试系统的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明具体结构如图1中所示。

实施例：基于动态管控的风力发动机运维调试系统，包括：风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块、风力发动机安全评价模块、风力发动机管控调试模块以及云端数据库。

风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块、风力发动机安全评价模块、风力发动机管控调试模块均与云端数据库实现双向信号连接。

风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块与风力发动机安全评价模块实现双向信号连接。

风力发动机管控调试模块与风力发动机安全评价模块、风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块实现双向信号连接。

各个相关模块分别采用双向信号连接能够保证信息数据的高效及时反馈及共享，能够实现远程监管控制大型风力发动机的运行状态，有效地完成远程动态管控调节，实现产品的快速调试与高效管控并及时发出运维信号，保证运维通知的及时性。

风轮运行参数获取模块，用于获取目标风力发动机的风轮有效参数信息，其中，风轮有效参数信息包括叶片的全部外形尺寸信息、叶根的有效振幅信息、叶尖迎风面、叶尖背风面的有效振幅信息、变桨轴承的轴承内圈温度信息。

齿轮箱运行监测模块，用于获取当前齿轮箱内部零件的温度参数信息、振动参数信息、润滑油液参数信息。

传统的风力机的齿轮箱采用增速行星齿轮箱结构，因此在叶片及轮毂端的迎风转动速度为低速转动，通过齿轮箱的数倍增速后达到中等转速以上，然后才传输至末端的发电机的转子，在此针对传动前端的动力输入部位的风轮结构及核心传动结构齿轮箱进行参数获取及监测能够相对全面的掌控整个风力发动机的运行状态，其中温度参数信息包括用于控制迎风角的变桨轴承温度、齿轮箱的油液温度等核心部位的温度，振动参数信息包括叶片振动信息、变桨轴承振动信息、变桨电机振动信息、齿轮箱内部振动信息等，考虑到振动对于高空传动运转的风力发动机的影响的重要性，故在此针对多点位的综合振动进行评价分析后得到整个风力机的上部安装位置处的整体振动情况，能够有效地保证能量输入及传动过程中的振动情况的有效监测，防止因过振造成的塔架上部的核心结构的振动损坏导致的设备停转或者能量转化的大幅度下降。

风力发动机安全评价模块，用于整合并分析由风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块获取的信息并对当前的风力发动机运行的安全可靠性进行评价分析。

风力发动机管控调试模块，用于动态获取风力发动机安全评价模块的评价分析结果并根据分析评价结果判断当前风力发动机存在的安全隐患，同时控制风力发动机的对应部件的运转参数的调整。

云端数据库，用于存储全部参数信息并供各模块提取使用。

在上述任一方案中优选的是，所述风轮运行参数获取模块的具体工作过程包括：提取相关出厂参数并得到风轮的各叶片的全部外形尺寸信息，叶片的全部外形尺寸信息等相关产品数据由出厂车间及设计中心获取并预先输入数据库内。

利用预装的各振动传感器获取当前叶片的叶根的有效振幅信息记为，其中，a表示第a个叶根测量点位，利用预装的各振动传感器获取叶片的叶尖迎风面、叶尖背风面的有效振幅信息并依次记为/>、/>。

叶片的长宽比较大，其属于细长型结构，故此当前发生振动时叶根部位与叶尖部位的振动幅度会存在较大的差别，在此利用叶根部位沿其圆周多点部位进行测量振幅的方式可以有效地得到相对可靠的叶根真实振幅情况，在叶尖部位其整体较薄，采用叶尖迎风面、叶尖背风面测量的方式能够全面的反映叶尖位置的振幅信息，同时由于叶片整体处于低速运转状态，利用叶片各各部位的振幅作为计算振动烈度的因子能够全面且相对准确的反映叶片的振幅情况。

根据上述获取的信息分析得到叶片振动烈度，其计算公式为；式中，/>为权重因子且/>，/>为矫正系数，在选择矫正系数时根据行业常识及当前的叶片的尺寸比及叶片材质及安装状态按需选择即可，在此考虑到与叶片配合的轮毂处于低速运转状态，利用振动幅度作为参数指标进行振动烈度的评判，能够更好地适用于低速机械振动的评定。

根据叶片的尺寸类型及相关尺寸比、翼型类别及材料材质的不同对于叶根振动、叶尖振动对整个叶片影响的权重不同，具体权重因子根据实际叶片的情况进行常规选定即可。

获取轮毂内部的变桨轴承的轴承内圈前端温度值、轴承内圈后端温度值/>、变桨电机的电机轴当前测量点位的温度值/>，通过分析公式/>得到变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>，其中，b表示变桨电机的电机轴上的第b个温度测量点位。电机轴作为变桨电机连接变桨轴承外圈及叶片的连接部件，其结构强度及温度能够有效地反映当前连接状态下的变桨电机的工作可靠性，在此依靠电机轴的温差能够间接反映当前电机轴与变桨轴承安装的同轴性是否存在较大偏差，有效地反映受力及摩擦的相对均衡性，可用于评估当前变桨轴承与变桨电机的电机轴装配的合格情况，在合格状态下的传动振动会减小。

云端数据库获取当前变桨轴承的内圈温度阈值、变桨电机的电机轴的温度阈值/>。

在此设置的、/>的取值根据当前轴承的类型进行查询获得，以深沟球轴承为例，其正常的负荷区的温度应该在120℃-150℃之间，其阈值一般选择为150℃-180℃。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮箱运行监测模块的具体工作过程包括：经内置粘度传感器监测获取齿轮箱内部润滑油液的流体粘度，通过分析公式得到当前流体粘度偏差度/>，当/>时，流体粘度偏差度符合要求，否则不符合要求。

当齿轮箱内部润滑油液的杂质增加时其内部的油液的粘稠度会跟随增加，在此利用流体粘度监测的方式能够较为客观的反映当前的流体内部杂质的含量多少，若当前流体粘度偏差度过大则表明内部杂质增加且需要进行更换油液并清洁齿轮箱内部，以此保证整个齿轮箱的正常运转。

从云端数据库获取监测得到的齿轮箱内部润滑油液的油温，分析得到齿轮箱油温异常度。

齿轮箱油温反映了内部行星轮系的各齿轮在传动中的摩擦发热情况，有效地反映当前的齿轮箱传动的效果，根据齿轮箱油温异常度来达到监管传动状态的目的。

从云端数据库的行星齿轮箱参数信息中获取行星架前后端面各点位处的行星架轴向振动速度，行星架径向振动速度/>。

从云端数据库的行星齿轮箱参数信息中获取各行星轮轴前后端面各点位处的行星轮轴的轴向振动速度，行星轮轴的径向振动速度/>。

通过分析公式得到行星齿轮箱振动烈度/>，其中，/>表示行星架轴向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星架径向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星轮轴轴向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星轮轴径向振动速度的测量点位的数量。

在对齿轮箱内部传动振动进行监测时，考虑到当前的行星轮系齿轮箱内部为增速传动，因此通过检测核心传动部位的行星架前后端面振动速速、各个行星轮轴的振动速度来作为计算振动烈度的因子，对于中速运转的齿轮箱内部部件而言能够有效地反映真实合理有效地振动情况，降低监测及分析计算误差。

另外，多点振动点位协同测量并共同作为影响因子代入计算能够综合全面的反映齿轮箱内部传动的真实振动情况。

在上述任一方案中优选的是，所述风轮运行参数获取模块的具体工作过程还包括：

对比获取得到的与/>并根据对比结果判断当前变桨轴承的轴承导正符合率/>，当/>时，则变桨轴承导正符合率符合要求且/>记为1，否则变桨轴承导正符合率不符合要求，/>记为0。

获取轮毂内部的变桨轴承的轴承内圈的前端振动幅度、轴承内圈的后端振动幅度/>，通过分析公式/>得到变桨轴承的轴承内圈振动烈度/>，其中，/>表示轴承内端对应端面处的振动幅度的取点数量。

保证变桨轴承的轴承导正符合率能够保证其外圈在驱动叶片运转时的流畅性及内圈在与变桨电机配合运转时的平稳性，减少振动带来的影响，故在此设定变桨轴承的轴承导正符合率/>的计算并将其作为评价分析的因子之一，能够客观的反映当前位置处的轴承匹配度。

在对变桨轴承进行振动烈度分析计算时以振动幅度来匹配低速运转状态下的变桨轴承传动工况，采用作为负荷区的轴承内圈的两端面同时测量振动信息的方式，通过多点采集数据能够更加精准的反映轴承内圈前后两端的整体振动情况，保证振动烈度信息的可靠性。

从云端数据库的变桨电机信息中获取变桨电机的电机壳前端水平振幅、电机壳后端水平振幅/>，电机壳前端竖直振幅/>、电机壳后端竖直振幅/>，通过分析公式得到变桨电机振动烈度/>，其中，/>为矫正系数；由于变桨电机处于固定状态，因此其振动属于小幅度水平、竖直振动状态，故在进行变桨电机的振动烈度计算时，以其前后两端部位振动拾取点，采用两端面定点获取水平振幅、竖直振幅参数能够保证电机壳振动信息的相对准确性的同时提高计算效率；另外，在此考虑到定位状态下的变桨电机在振动时处于低速小幅度的振动状态，利用振动幅度作为参数指标进行振动烈度的评判，能够更好地适用于低速机械振动的评定。

在上述任一方案中优选的是，所述齿轮箱运行监测模块的具体工作过程还包括：获取齿轮箱的输入端轴承温度、输出端轴承温度/>，将/>分别与云端数据库内部预存入的输入端轴承温度、输出端轴承温度合理温度范围取值进行对比，当/>均在合理取值范围内且/>的偏差在合理范围内时则当前齿轮箱的轴承温度符合要求，同时将齿轮箱轴承评估异常系数/>记为0，否则记为1。

齿轮箱的输入端及输出端的轴承起到支托作用，其相对于直接处于复杂迎风状态下的叶片及变桨轴承而言，受力工况相对简单，在此通过检测其运转温度数值即可有效地反映当前的运转合格率情况，同时考虑到其轴承宽度较窄，以前后两端部的单点测量方式作为有效参数完全可以准确反映真实温度情况，提高获取效率。

在上述任一方案中优选的是，所述风力发动机安全评价模块的工作过程包括：获取风轮运行参数获取模块中的叶片振动烈度、行星齿轮箱振动烈度/>、变桨轴承的轴承内圈振动烈度/>、变桨电机振动烈度/>；通过分析公式得到当前风力电动机的振动异常评估系数；其中，/>为自然常数，/>表示权重因子，且/>，将得到的风力电动机的振动异常评估系数/>与风力电动机振动阈值相比较，当风力电动机的振动异常评估系数/>小于风力电动机振动阈值时，则当前的风力电动机振动情况在误差许可范围内；否则，当前风力电动机存在超出误差范围的异常振动，此时将异常振动信号反馈至风力发动机管控调试模块。

由于本发明中监测了核心部件的振动情况但非全部，故在此在权重占比上，预留一定的剩余权重，以此保证分析结果更加贴近真实情况；同时在权重占比中根据当前的风力机类型及行业常识按照经验选定对应因子的权重占比即可。另外，本发明中的各种相关阈值的确定根据风机机设计标准及相关行业规范进行选定，具体数值的选择属于本行业内的技术人员的公知常识。

当风力电动机振动情况在误差许可范围时，继续进行风力发动机的风轮部位温度评估分析。

当风力发动机的风轮部位的温度评估合格时，继续获取齿轮箱运行监测模块中的流体粘度偏差度、齿轮箱油温异常度/>、变桨轴承的轴承导正符合率/>、齿轮箱轴承评估异常系数/>；否则，将风轮部位的温度评估不合格信号反馈至风力发动机管控调试模块。

根据参数结果及分析结果可以判断当前各个参数的异常情况，并及时反馈调控并在出现异常无法调控时通知维修人员进行及时检修、维修。

根据获取得到的分析结果判断，当时，则判断当前齿轮箱运转状态符合要求；否则，将齿轮箱运转状态不符合要求的信号反馈至风力发动机管控调试模块。

在上述任一方案中优选的是，进行风力发动机的风轮部位温度评估分析的具体步骤包括：获取风轮运行参数获取模块中的变桨轴承的轴承内圈前端温度值、轴承内圈后端温度值/>、变桨电机的电机轴当前测量点位的温度值/>、变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>；将变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>与电机轴温差分布评估指数阈值取差值，当差值小于0时，则当前的变桨电机的电机轴温差分布符合要求。

考虑到电机轴作为变桨电机连接变桨轴承外圈及叶片的连接部件，其结构强度及温度能够有效地反映当前连接状态下的变桨电机的工作可靠性。

依靠电机轴的温差能够间接反映当前电机轴与变桨轴承安装的同轴性是否存在较大偏差，有效地反映受力及摩擦的相对均衡性，可用于评估当前变桨轴承与变桨电机的电机轴装配的合格情况，在合格状态下的传动振动会减小。

本发明中的各种相关阈值的确定根据风机机设计标准及相关行业规范进行选定，具体数值的选择属于本行业内的技术人员的公知常识。

分别将轴承内圈前端温度值与变桨轴承的内圈温度阈值/>取差值，将轴承内圈后端温度值/>与变桨电机的电机轴的温度阈值/>取差值，当两差值均小于0时，则当前轴承内圈温度符合要求；其中，/>、/>的取值根据当前轴承的类型进行查询获得，以深沟球轴承为例，其正常的负荷区的温度应该在120℃-150℃之间，其阈值一般选择为150℃-180℃；当/>、/>、/>、/>均符合要求时，则风力发动机的风轮部位的温度评估合格，否则不合格；当以上结果均为合格时，则当前的风力发动机运行状态符合要求，否则不符合要求。

在上述任一方案中优选的是，所述风力发动机管控调试模块的具体工作过程包括：获取风力发动机安全评价模块的各项评估结果，并寻找不合格或者不符合要求的参数项，根据获取得到的不合格或者不符合要求的参数项锁定其在风力发动机上的结构位置。

寻找不合格或者不符合要求的参数项可以实现对不符合要求的参数对应的结构件进行定位，从而定位式的找到当前故障部位，便于辅助后续的快速检修、维护，提高产品的维护和管理效率。

通过风力发动机地面控制端调试各结构位置处的转速、功率及变距迎风角，然后风力发动机安全评价模块重新评估并重新获取最新评估结果，当在N种调试状态下的评估结果均不合格时，则安排运维人员对当前风力发动机进行检修维护。

在上述任一方案中优选的是，N为≥3的自然数。

为了验证当前评价结果的可靠性，在此选择3次及以上的调试进行多次结果相互印证，能够进一步保证信息获取及评价分析结果的准确性及可靠性。

本发明的风力发动机安全评价模块在进行风力发动机的安全性评价时，根据不同为位置处的机械运转速度信息来利用不同参数类型分析得到振动烈度相关值，能够全面的分析风力发动机在运转状态下的综合振动情况，并能够根据当前风力机输入端、传动端的振动情况有效地判断当前振动对整个风力机正常运转的不良影响程度，同时在不良影响超过限值时进行反馈，有效地保证对风力机运转状态的动态监管；本系统能够针对大型风力机进行风轮部分及齿轮箱部分的综合运行状态评价，在评价分析时能够获取多方位的叶片振动信息、变桨轴承振动信息、变桨电机振动信息等实现对整个风力机的振动进行监测评价、分析，并由风力发动机管控调试模块接收分析结果并调试风力机系统完成不同状态下的精确监测，同时在确定故障后由运维人员进行维检；多点位振动信息综合评价、多点位温度信息综合评价及核心传动油温监测的方式能够提高风力发动机运维管控的可靠性，同时根据管控评价结果可以反馈并及时让运维人员得到反馈结果，便于快速检修、维护，有助于提高大型风力发动机产品的维护效果与管理效率；从变桨轴承温度、电机轴温度、齿轮箱油温等关键部位进行温度参数的获取、分析并判断当前风力机运转部位的温度异常情况，有效地实现了对多处核心部位的温度的有效监管，提高监管的效果，避免运转部件的长期过热导致的风力机故障问题。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.基于动态管控的风力发动机运维调试系统，其特征在于：包括：风轮运行参数获取模块，用于获取目标风力发动机的风轮有效参数信息；齿轮箱运行监测模块，用于获取目标风力发动机的齿轮箱内部零件的温度参数信息、振动参数信息、润滑油液参数信息；风力发动机安全评价模块，用于分析由风轮运行参数获取模块、齿轮箱运行监测模块获取的信息并对风力发动机运行的安全可靠性进行评价；风力发动机管控调试模块，用于动态获取风力发动机安全评价模块的评价分析结果并根据分析评价结果判断当前风力发动机存在的安全隐患，同时控制风力发动机的对应部件的运转参数的调整；云端数据库，用于存储全部参数信息并供各模块提取使用；

所述风轮运行参数获取模块的具体工作过程包括：提取相关出厂参数并得到风轮的各叶片的全部外形尺寸信息；利用预装的各振动传感器获取当前叶片的叶根的有效振幅信息记为；其中，a表示第a个叶根测量点位；利用预装的各振动传感器获取叶片的叶尖迎风面、叶尖背风面的有效振幅信息并依次记为/>、/>；根据上述获取的信息分析得到叶片振动烈度/>，其计算公式为/>；式中，为权重因子且/>，/>为矫正系数；获取轮毂内部的变桨轴承的轴承内圈前端温度值/>、轴承内圈后端温度值/>、变桨电机的电机轴当前测量点位的温度值/>，通过分析公式/>得到变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>，其中，b表示变桨电机的电机轴上的第b个温度测量点位；云端数据库获取当前变桨轴承的内圈温度阈值/>、变桨电机的电机轴的温度阈值/>；

所述齿轮箱运行监测模块的具体工作过程包括：经内置粘度传感器监测获取齿轮箱内部润滑油液的流体粘度，通过分析公式/>得到当前流体粘度偏差度/>，当/>时，流体粘度偏差度符合要求，否则不符合要求；从云端数据库获取监测得到的齿轮箱内部润滑油液的油温，分析得到齿轮箱油温异常度/>；从云端数据库的行星齿轮箱参数信息中获取行星架前后端面各点位处的行星架轴向振动速度/>，行星架径向振动速度；

从云端数据库的行星齿轮箱参数信息中获取各行星轮轴前后端面各点位处的行星轮轴的轴向振动速度，行星轮轴的径向振动速度/>；通过分析公式得到行星齿轮箱振动烈度/>；其中，/>表示行星架轴向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星架径向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星轮轴轴向振动速度的测量点位的数量，/>表示行星轮轴径向振动速度的测量点位的数量；

所述风力发动机安全评价模块的工作过程包括：获取风轮运行参数获取模块中的叶片振动烈度、行星齿轮箱振动烈度/>、变桨轴承的轴承内圈振动烈度/>、变桨电机振动烈度/>；通过分析公式/>得到当前风力电动机的振动异常评估系数/>；其中，/>为自然常数，/>表示权重因子，且；将得到的风力电动机的振动异常评估系数/>与风力电动机振动阈值相比较，当风力电动机的振动异常评估系数/>小于风力电动机振动阈值时，则当前的风力电动机振动情况在误差许可范围内；否则，当前风力电动机存在超出误差范围的异常振动，此时将异常振动信号反馈至风力发动机管控调试模块；当风力电动机振动情况在误差许可范围时，继续进行风力发动机的风轮部位温度评估分析；当风力发动机的风轮部位的温度评估合格时，继续获取齿轮箱运行监测模块中的流体粘度偏差度/>、齿轮箱油温异常度/>、变桨轴承的轴承导正符合率/>、齿轮箱轴承评估异常系数/>；否则，将风轮部位的温度评估不合格信号反馈至风力发动机管控调试模块；根据获取得到的分析结果判断，当时，则判断当前齿轮箱运转状态符合要求；否则，将齿轮箱运转状态不符合要求的信号反馈至风力发动机管控调试模块；

所述风轮运行参数获取模块的具体工作过程还包括：对比获取得到的与/>并根据对比结果判断当前变桨轴承的轴承导正符合率/>，当/>时，则变桨轴承导正符合率符合要求且/>记为1，否则变桨轴承导正符合率不符合要求，/>记为0；获取轮毂内部的变桨轴承的轴承内圈的前端振动幅度/>、轴承内圈的后端振动幅度/>；通过分析公式得到变桨轴承的轴承内圈振动烈度/>，其中，/>表示轴承内端对应端面处的振动幅度的取点数量；从云端数据库的变桨电机信息中获取变桨电机的电机壳前端水平振幅/>、电机壳后端水平振幅/>，电机壳前端竖直振幅/>、电机壳后端竖直振幅/>；通过分析公式/>得到变桨电机振动烈度/>，其中，/>为矫正系数。

2.根据权利要求1所述的基于动态管控的风力发动机运维调试系统，其特征在于：所述齿轮箱运行监测模块的具体工作过程还包括：

获取齿轮箱的输入端轴承温度、输出端轴承温度/>，将/>分别与云端数据库内部预存入的输入端轴承温度、输出端轴承温度合理温度范围取值进行对比，当/>均在合理取值范围内且/>的偏差在合理范围内时则当前齿轮箱的轴承温度符合要求，同时将齿轮箱轴承评估异常系数/>记为0，否则记为1。

3.根据权利要求2所述的基于动态管控的风力发动机运维调试系统，其特征在于：进行风力发动机的风轮部位温度评估分析的具体步骤包括：

获取风轮运行参数获取模块中的变桨轴承的轴承内圈前端温度值、轴承内圈后端温度值/>、变桨电机的电机轴当前测量点位的温度值/>、变桨电机的电机轴温差分布评估指数/>；

将变桨电机的电机轴温差分布评估指数与电机轴温差分布评估指数阈值取差值，当差值小于0时，则当前的变桨电机的电机轴温差分布符合要求；

分别将轴承内圈前端温度值与变桨轴承的内圈温度阈值/>取差值，将轴承内圈后端温度值/>与变桨电机的电机轴的温度阈值/>取差值，当两差值均小于0时，则当前轴承内圈温度符合要求；

当、/>、/>、/>均符合要求时，则风力发动机的风轮部位的温度评估合格，否则不合格；

当以上结果均为合格时，则当前的风力发动机运行状态符合要求，否则不符合要求。

4.根据权利要求3所述的基于动态管控的风力发动机运维调试系统，其特征在于：所述风力发动机管控调试模块的具体工作过程包括：

获取风力发动机安全评价模块的各项评估结果，并寻找不合格或者不符合要求的参数项；

根据获取得到的不合格或者不符合要求的参数项锁定其在风力发动机上的结构位置；

通过风力发动机地面控制端调试各结构位置处的转速、功率及变距迎风角，然后风力发动机安全评价模块重新评估并重新获取最新评估结果，当在N种调试状态下的评估结果均不合格时，则安排运维人员对当前风力发动机进行检修维护。

5.根据权利要求4所述的基于动态管控的风力发动机运维调试系统，其特征在于：N为≥3的自然数。