CN205156949U - 风力发电机故障检测装置 - Google Patents

Abstract

<b>本实用新型涉及故障检测技术领域，是一种风力发电机故障检测装置，其包括上位机、下位机和底层传感器，底层传感器的输出端与下位机的输入端电连接，下位机的输出端与上位机的输入端电连接，底层传感器包括温度传感器、振动传感器、电压传感器、电流传感器、磁场传感器、噪声传感器、转速编码器。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其能够同时采集温度、振动、电压、电流、电磁场、噪声以及转速信号，可以在同一时刻检测多种信号，便于更加准确地判断出故障类型和故障位置，克服了传统的检测装置只能单一地检测一种故障的弊端，提高了故障检测的准确性和效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。</b>

Description

风力发电机故障检测装置

技术领域

本实用新型涉及故障检测技术领域，是一种风力发电机故障检测装置。

背景技术

故障检测及故障分析是风力发电领域的一大难点，传统的检测装置只能单一地检测一种故障，要想从风机的整个系统中去检测多种信号是很困难的。当风机出现一种故障时会从多个方面反映出来，因此在同一时刻检测多种信号是非常有必要的；另外，传统的检测装置不能直接检测转轴上的振动信号量，当风机的轴承等转子部件发生故障时，最能直接反应故障信号的还是转轴。因此一种无线小巧的检测装置是非常有必要的。

发明内容

本实用新型提供了一种风力发电机故障检测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有检测装置存在的只能单一地检测一种故障、不能直接检测转轴上的振动信号量的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种风力发电机故障检测装置，包括上位机、下位机和底层传感器，底层传感器的输出端与下位机的输入端电连接，下位机的输出端与上位机的输入端电连接，底层传感器包括温度传感器、振动传感器、电压传感器、电流传感器、磁场传感器、噪声传感器、转速编码器。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述下位机包括数字信号处理器、传感器调理电路接口、电源模块、上位机通讯接口。

上述上位机通讯接口包括第一上位机通讯接口和第二上位机通讯接口。

上述振动传感器中包括至少一个无线振动传感器，下位机上设有与无线振动传感器相对应的无线接收模块。

上述上位机包括电脑或/和移动终端。

上述下位机上设有状态指示灯。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其能够同时采集温度、振动、电压、电流、电磁场、噪声以及转速信号，可以在同一时刻检测多种信号，便于更加准确地判断出故障类型和故障位置，克服了传统的检测装置只能单一地检测一种故障的弊端，提高了故障检测的准确性和效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的结构框图。

附图2为本实用新型最佳实施例的流程图。

附图中的编码分别为：1为温度传感器，2为振动传感器，3为电压传感器，4为电流传感器，5为磁场传感器，6为噪声传感器，7为转速编码器，8为数字信号处理器，9为传感器调理电路接口，10为电源模块，11为第一上位机通讯接口，12为第二上位机通讯接口，13为无线接收模块，14为电脑，15为移动终端，16为状态指示灯。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该风力发电机故障检测装置包括上位机、下位机和底层传感器，底层传感器的输出端与下位机的输入端电连接，下位机的输出端与上位机的输入端电连接，底层传感器包括温度传感器1、振动传感器2、电压传感器3、电流传感器4、磁场传感器5、噪声传感器6、转速编码器7。该风力发电机故障检测装置的底层传感器能够同时采集温度、振动、电压、电流、电磁场、噪声以及转速信号，可以在同一时刻检测多种信号，便于更加准确地判断出故障类型和故障位置，克服了传统的检测装置只能单一地检测一种故障的弊端，提高了故障检测的准确性和效率。

可根据实际需要，对上述风力发电机故障检测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，上述下位机包括数字信号处理器8、传感器调理电路接口9、电源模块10、上位机通讯接口。底层传感器的数据输出端与传感器调理电路接口9连接，并将模拟信号转化为数字信号处理器8能够处理的数字信号；电源模块10为整个下位机提供电源；数字信号处理器8又称DSP（DigitalSignalProcessing），用于对底层传感器采集回来的数据进行处理分析，并把分析结果通过上位机通讯接口传输到上位机进行显示。

如附图1所示，上述上位机包括电脑14和移动终端15。上述上位机通讯接口包括第一上位机通讯接口11和第二上位机通讯接口12。第一上位机通讯接口11可以实现数字处理器与电脑14的数据传输；第二上位机通讯接口12可以实现数字处理器与移动终端15的数据传输。

上述振动传感器2中包括至少一个无线振动传感器，下位机上设有与无线振动传感器2相对应的无线接收模块13。振动传感器2中的至少一个无线振动传感器安装在发电机转轴上，并通过无线方式将采集到的振动信号传输给下位机上的无线接收模块13，无线接收模块13将接收到的数据发送到数字信号处理器8进行处理，实现了对转轴振动的信号采集，克服了传统的检测装置不能直接检测转轴上的振动信号量的弊端，提高了故障检测的准确性和效率。

上述下位机上设有状态指示灯16。状态指示灯16可以直观地显示风力发电机的运行状态，可以用不颜色的灯光来指示风力发电机的运行状态，如红色的状态指示灯16亮，表示风力发电机有故障；绿色的状态指示灯16，表示风力发电机运行正常。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：

该风力发电机故障检测装置中的第一个上位机电脑14，主要是用来实现从DSP传送到电脑14的数据显示，实时数据绘制，数据存储及数据分析，并加入专家系统库；通过接收到的电压、电流、温度、振动、噪声等数据，准确地判断问题出现部位，且能快速地给出解决办法。

该风力发电机故障检测装置中的第二个上位机移动终端15，是基于组态软件MCGS的人机交换界面，因为现场情况较为复杂，有时需要修改一些参数，如接入传感器的数量、型号等，如果用单一的电脑14作为上位机有很大的不便，可操作性差，且会影响数据的实时传输，因此采用MCGS可以很好地解决这个弊端。

电压传感器3、电流传感器4、振动传感器2、噪声传感器6、磁场传感器5检测出的都是模拟量，通过传感器调理电路接口9把各种信号转化为DSP内嵌的12位ADC可以接收的3.0V电压范围以内的数据；温度传感器1通过内部的寄存器可以准确地读出温度值；最后在DSP内进行相应信号的真实数据还原，并且在DSP内先进行数据预处理，如滤波等；然后再通过第一上位机通讯接口11发送到电脑14内进行后续处理；与此同时DSP也通过第二上位机通讯接口12和移动终端15进行通信，交换简单的信号，如温度值、电磁场大小、电压有效值、电流有效值、实时有功无功、发电机转速、振动大小、噪声大小的显示和作为DSP28335的简单输入输出的控制。

无线接收模块13采用ARM作为主控芯片，接收无线振动传感器2传输来的实时信号，使其具有体积小、使用方便的优点，并且采用锂电池作为无线振动传感器2的能量来源。

Claims (10)

1.一种风力发电机故障检测装置，其特征在于包括上位机、下位机和底层传感器，底层传感器的输出端与下位机的输入端电连接，下位机的输出端与上位机的输入端电连接，底层传感器包括温度传感器、振动传感器、电压传感器、电流传感器、磁场传感器、噪声传感器、转速编码器。

2.根据权利要求1所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于下位机包括数字信号处理器、传感器调理电路接口、电源模块、上位机通讯接口。

3.根据权利要求2所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于上位机通讯接口包括第一上位机通讯接口和第二上位机通讯接口。

4.根据权利要求1或2或3所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于振动传感器中包括至少一个无线振动传感器，下位机上设有与无线振动传感器相对应的无线接收模块。

5.根据权利要求1或2或3所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于下位机上设有状态指示灯。

6.根据权利要求4所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于下位机上设有状态指示灯。

7.根据权利要求1或2或3所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于上位机包括电脑或/和移动终端。

8.根据权利要求4所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于上位机包括电脑或/和移动终端。

9.根据权利要求5所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于上位机包括电脑或/和移动终端。

10.根据权利要求6所述的风力发电机故障检测装置，其特征在于上位机包括电脑或/和移动终端。