CN203745076U - 便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，它包括加速度传感器、用于检测码盘的光电编码器、数据采集卡以及便携式PC，其中，数据采集卡上设置有模拟量输入端口、数字量输入端口、A/D转换器、数据处理器、时钟计数器以及无线传输模块，数据处理器的数据输出端与无线传输模块相连并通过无线传输模块和便携式PC双向通讯。本实用新型的有益效果是：解决了目前在现场测试过程中的接线复杂、携带不方便、测试精度不高、通用性和扩展性差的问题，同时通过无线通讯的方式进行数据采集，避免了操作人员进入塔筒的危险。
Description
技术领域
本实用新型涉及便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，属于风电发电技术领域。
背景技术
风电机组是承受瞬变空气动力激励的大型柔性结构，齿轮箱作为双馈式风电机组最核心的部件，受复杂动态载荷的作用，常面临齿轮、轴承的失效及相关疲劳破坏问题，是双馈式风电机组故障率最高的部件，其稳定运行的程度决定整个机组稳定运行的时间，由此对风电机组的振动测试监测是非常有必要的。近些年来，随着新能源的不断发展，风力发电在我国的发电比重越来越大，其稳定运行是电网稳定运行的必要条件。
目前大部分的风电测试装置都是基于单片机、DSP、可编程逻辑控制器PLC等方式实现的，多数采用串口(RS-232)或并口通信接口与上位机程序进行数据通信。根据目前测试系统要求，对于振动数据信号往往对其频域进行分析，而单片机、DSP等方式由于其处理器频率较低，无法实现多任务同时处理，同时片上资源较少，无法满足目前对齿轮箱测试分析处理功能。串口(RS-232)或并口通信速度低下，增强型并口的最高传输速度也只能达到2Mbit/s，对于大量数据的高速传输来说，它们显然不能满足要求。同时，在现在进行测试时，操作人员要通过现场塔筒接线才能完成实验，这个试验带来了很多不便。
近年来虚拟仪器技术得到了快速的发展，在测试领域得到了广泛地运用，由于其采集设备的采集精度较高，并且有IEEE802.11无线数据传输方式和TCP/IP互联网络协议，而且开发软件可以在任何PC机中运行，得到了长足的发展，但目前基于虚拟仪器技术的风电机组齿轮箱振动测试系统在现场测试过程中的接线复杂、携带不方便、测试精度不高、通用性和扩展性差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，克服现有技术的不足，简化装置结构，增加装置的通用性，解决目前在现场测试过程中的接线复杂、携带不方便、测试精度不高、通用性和扩展性差的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，它包括加速度传感器、用于检测码盘的光电编码器、数据采集卡以及便携式PC，其中，加速度传感器安装在齿轮箱上，数字量传感器安装在安装在齿轮箱上，数据采集卡上设置有模拟量输入端口、数字量输入端口、A/D转换器、数据处理器、时钟计数器以及无线传输模块，光电编码器的输出接口通过模拟量输入端口与A/D转换器的输入端相连，光电编码器的输出接口通过数字量输入端口与时钟计数器的输入端相连，数据处理器上设置有两个数据输入端且分别和A/D转换器的输出端、时钟计数器的输出端相连，数据处理器的数据输出端与无线传输模块相连并通过无线传输模块和便携式PC双向通讯。
所述的码盘安装在齿轮箱的主轴上。
所述的便携式PC中设置有无线网卡、处理单元、显示单元和数据储存单元。
所述的加速度传感器的数量至少为一个。
本实用新型的有益效果在于：解决了目前在现场测试过程中的接线复杂、携带不方便、测试精度不高、通用性和扩展性差的问题，同时通过无线通讯的方式进行数据采集，避免了操作人员进入塔筒的危险。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1-加速度传感器，2-光电编码器，3-数据采集卡，4-便携式PC，31-模拟量输入端口，32-数字量输入端口，33-A/D转换器，34-数据处理器，35-时钟计数器，36-无线传输模块。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1，便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，它包括加速度传感器1、用于检测码盘的光电编码器2、数据采集卡3以及便携式PC4，其中，加速度传感器1安装在齿轮箱上，数字量传感器2安装在安装在齿轮箱上，数据采集卡3上设置有模拟量输入端口31、数字量输入端口32、A/D转换器33、数据处理器34、时钟计数器35以及无线传输模块36，加速度传感器1的输出接口通过模拟量输入端口31与A/D转换器33的输入端相连，光电编码器2的输出接口通过数字量输入端口32与时钟计数器35的输入端相连，数据处理器34上设置有两个数据输入端且分别和A/D转换器33的输出端、时钟计数器35的输出端相连，数据处理器34的数据输出端与无线传输模块36相连并通过无线传输模块36和便携式PC4双向通讯。
所述的码盘安装在齿轮箱的主轴上。
所述的便携式PC4中设置有无线网卡、处理单元、显示单元和数据储存单元。
所述的加速度传感器1的数量至少为一个，用于检测不同方向的加速度，从而全面测试齿轮箱的振动状态。
在双馈风电机组运行时齿轮箱进行振动状态测试时，通过安装在齿轮箱上 的加速度传感器1将其采集的信号转化为电量信号，进入采集设备3的模拟量输入端口31，不同方向的加速度传感器信号进入到模拟量输入端口31中，信号进入模拟量输入端口31后，通过在数据采集卡3内部的A/D转换器33进行对模拟量的数据处理，成为数字化信号。同时对于风机运行时的转速测量则通过在齿轮箱主轴上安装码盘，对应码盘位置安装的光电编码器2进行电量信号的转化，将通过光电编码器2转化的脉冲电信号传入到数字量输入端口32当中，进入数字量输入端口32后，通过采集设备3内部的时钟计数器35计算出脉冲信号的脉冲频率，从而计算出机组的转速，然后采集的模拟量和数字量信号通过采集设备3内部的数据处理器34处理后，通过无线传输模块36无线通信方式传输给PC便携机4的无线网卡中，PC便携机4对采集到的信号进行处理、分析、储存，并最后给用户显示。
在实施时，本装置时数据采集卡3使用NI WSN-3214，其无线传输模块36配备了IEEE802.11b/g或Wi-Fi无线通信方式，可接受NI LabVIEW无线传感器网络(WSN)Module Pioneer的编程定制节点，以延长电池寿期、提高采集性能、连接传感器，长达3年的电池寿期具有4路模拟输入通道，2路数字量通道，同时数据采集卡3的无线传输模块36和PC便携机配合适当的labview程序组成，其不仅结构简便，而且利于携带，取代原始的测试装置不便携的缺点，无线传输模块36支持IEEE802.11b/g或Wi-Fi无线通信方式，适合Windows Vista(32-and64-bit)/XP/2000等操作系统，便于连接各种PC便携机。
本实用新型装置，用于双馈风电机组齿轮箱的振动监测和分析，提供了双馈风电机组齿轮箱监测及分析系统的硬件无线框架设计，用户可以大大减少现场接线，并且测试无线进入杆塔当中即可实现测试，为双馈风电机组齿轮箱的 状态检修提供维修指导。
Claims (4)
1.便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，其特征在于：它包括加速度传感器（1）、用于检测码盘的光电编码器（2）、数据采集卡（3）以及便携式PC（4），其中，加速度传感器（1）安装在齿轮箱上，数字量传感器（2）安装在齿轮箱上，数据采集卡（3）上设置有模拟量输入端口（31）、数字量输入端口（32）、A/D转换器（33）、数据处理器（34）、时钟计数器（35）以及无线传输模块（36），光电编码器（2）的输出接口通过模拟量输入端口（31）与A/D转换器（33）的输入端相连，光电编码器（2）的输出接口通过数字量输入端口（32）与时钟计数器（35）的输入端相连，数据处理器（34）上设置有两个数据输入端且分别和A/D转换器（33）的输出端、时钟计数器（35）的输出端相连，数据处理器（34）的数据输出端与无线传输模块（36）相连并通过无线传输模块（36）和便携式PC（4）双向通讯。
2.根据权利要求1所述的便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，其特征在于：所述的码盘安装在齿轮箱的主轴上。
3.根据权利要求1所述的便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，其特征在于：所述的便携式PC（4）中设置有无线网卡、处理单元、显示单元和数据储存单元。
4.根据权利要求1所述的便携式无线通讯式双馈风电机组齿轮箱振动测试装置，其特征在于：所述的加速度传感器（1）的数量至少为一个。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104483011A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-01 | 南京理工大学紫金学院 | 一种旋转机械多通道振动信号的在线检测与分析系统及方法 |
| CN106840666A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-06-13 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于数字化通信水轮机组稳定性测试装置 |
| CN108754503A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-06 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种海上风电基础的监测系统 |
| WO2024088267A1 (zh) * | 2022-10-26 | 2024-05-02 | 中车山东风电有限公司 | 一种风力发电机组齿轮箱远程振动测试系统 |
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2013
- 2013-10-18 CN CN201320647321.1U patent/CN203745076U/zh not_active Expired - Lifetime
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