CN208282933U - 一种风电机组震动频率检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，且公开了一种风电机组震动频率检测装置，包括支撑架和检测仪本体，支撑架的顶端固定安装有机箱，机箱内腔的左右两侧分别固定安装有发电机和齿轮箱，发电机的输入轴通过传动轴与齿轮箱内的输出端固定连接，齿轮箱内的输入端固定连接有风叶，风叶位于机箱的一侧，齿轮箱和传动轴的正面均固定安装有震动传感器。该风电机组震动频率检测装置，通过在发电机内相应位置安装震动传感器，再将震动传感器产生的数据由无线发射模块经无线传输至地面的手持终端，再由检测仪本体内的软硬件对数据进行计算处理，最终的检测结果在显示器上显示，解决了工人难以对高塔顶端的风电机组进行检测维保的难题。

Description

一种风电机组震动频率检测装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体为一种风电机组震动频率检测装置。

背景技术

风力发电机组包括风轮、齿轮箱和发电机三部分，其中，齿轮箱的结构较为复杂，常规的风电机组齿轮箱结构有两种，分别为一级行星与两级平行轴结构和两级行星与一级平行轴结构，还有一种无齿轮箱的直驱型风电机组。

风电机组的齿轮箱故障诊断为业内公认的技术难题，且由于风电机组安装在风力塔架的顶端，更加大了工人检修风电机组的难度，随着科学技术的发展，震动监测技术在风电行业受到越来越多的重视，利用震动传感器检测震动频率可提前预知设备故障，对风电机组的设备运行状态进行有效监控，为此提出一种风电机组震动频率检测装置。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种风电机组震动频率检测装置，具备远程检测震动频率、便于携带、操作简单等优点，解决了工人难以检修高塔处的风电机组，齿轮箱故障诊断难的问题。

(二)技术方案

为实现上述远程检测震动频率、便于携带和操作简单的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种风电机组震动频率检测装置，包括支撑架和检测仪本体，所述支撑架的顶端固定安装有机箱，所述机箱内腔的左右两侧分别固定安装有发电机和齿轮箱，所述发电机的输入轴通过传动轴与齿轮箱内的输出端固定连接，所述齿轮箱内的输入端固定连接有风叶，所述风叶位于机箱的一侧，所述齿轮箱和传动轴的正面均固定安装有震动传感器，所述机箱内腔位于齿轮箱一侧的顶端固定安装有无线发射模块，所述检测仪本体顶端的一侧固定安装有信号天线，所述检测仪本体底端的中部固定连接有手柄，所述检测仪本体的正面固定安装有显示器，所述检测仪本体位于显示器一侧的正面从上到下依次固定安装有警示闪烁灯和总开关，所述检测仪本体位于显示器下方的正面从左到右依次固定安装有频率检测开关和故障检测开关。

优选的，所述震动传感器的输出端与信号处理器的输入端电连接，所述信号处理器的输出端与无线发射模块的输入端电连接，所述无线发射模块的输出端与无线接受模块的输入端电连接，所述无线接受模块的输出端电连接另一个信号处理器的输入端，另一个所述信号处理器的输出端与数据存储器的输入端电连接，所述数据存储器的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端分别与显示器和警示闪烁灯的输入端电连接，所述中央处理器的输入端分别与频率检测开关和故障检测开关输出端电连接，所述显示器、无线接受模块和中央处理器均由总开关控制电路的通断。

优选的，所述传动轴的长度方向和齿轮箱的径向与轴向均固定安装有震动传感器。

优选的，所述警示闪烁灯的闪烁条件由中央处理器内设的计算方法得到的结果较设定值的大小进行控制，较设定值大则启动警示闪烁灯闪烁，较设定值小则不启动警示闪烁灯。

优选的，所述中央处理器内设的计算方法采用的计算公式为：

η＝ABS((H₂-H₁)/H1)≥n

判断式若为是则输出1，若为否则输出0，式中，η表示当前频率相对正常发电机组频率的偏差率，H₁表示正常发电机组产生的频率值，H₂表示当前发电机组产生的频率值，n表示预设偏差率，ABS为绝对值函数。

优选的，所述信号天线采用两节伸缩式天线，且信号天线的底端与检测仪本体的顶端铰接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种风电机组震动频率检测装置，具备以下有益效果：

1、该风电机组震动频率检测装置，通过在发电机内相应位置安装震动传感器，再将震动传感器产生的数据由无线发射模块经无线传输至地面的手持终端，再由检测仪本体内的软硬件对数据进行计算处理，最终的检测结果在显示器上显示，解决了工人难以对高塔顶端的风电机组进行检测维保的难题。

2、该风电机组震动频率检测装置，通过在齿轮箱的径向和轴向均安装震动传感器，由震动传感器对齿轮箱向各个方向的震动频率均进行检测，以检测到的频率较正常风电机组的频率进行比对，根据比对误差判断齿轮箱的故障可能性，从而快速的完成对风电机组齿轮箱的监测，依据显示器的显示结果确定是否需要上高塔进行人工检测，极大的便利了工人的维保工作。

附图说明

图1为本实用新型风电机组结构示意图；

图2为本实用新型检测仪本体结构示意图；

图3为本实用新型震动传感器系统工作连接示意图。

图中：1、支撑架；2、机箱；3、发电机；4、齿轮箱；5、传动轴；6、风叶；7、震动传感器；8、无线发射模块；9、检测仪本体；10、信号天线；11、手柄；12、显示器；13、警示闪烁灯；14、总开关；15、频率检测开关；16、故障检测开关；17、信号处理器；18、无线接受模块；19、数据存储器；20、中央处理器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种风电机组震动频率检测装置，包括支撑架1和检测仪本体9，支撑架1的顶端固定安装有机箱2，机箱2内腔的左右两侧分别固定安装有发电机3和齿轮箱4，发电机3的输入轴通过传动轴5与齿轮箱4内的输出端固定连接，传动轴5的长度方向和齿轮箱4的径向与轴向均固定安装有震动传感器7，多方位多角度的对齿轮箱4和传动轴5进行震动频率检测，可较准确的获得检测结果，齿轮箱4内的输入端固定连接有风叶6，风叶6位于机箱2的一侧，齿轮箱4和传动轴5的正面均固定安装有震动传感器7，震动传感器7的输出端与信号处理器17的输入端电连接，信号处理器17的输出端与无线发射模块8的输入端电连接，无线发射模块8的输出端与无线接受模块18的输入端电连接，无线接受模块18的输出端电连接另一个信号处理器17的输入端，另一个信号处理器17的输出端与数据存储器19的输入端电连接，数据存储器19的输出端与中央处理器20的输入端电连接，中央处理器20的输出端分别与显示器12和警示闪烁灯13的输入端电连接，中央处理器20的输入端分别与频率检测开关15和故障检测开关16输出端电连接，显示器12、无线接受模块18和中央处理器20均由总开关14控制电路的通断，机箱2内腔位于齿轮箱4一侧的顶端固定安装有无线发射模块8，检测仪本体9顶端的一侧固定安装有信号天线10，信号天线10采用两节伸缩式天线，且信号天线10的底端与检测仪本体9的顶端铰接，便于使得检测仪本体9在不用时，将信号天线10收起，从而便于检测仪本体9的携带，检测仪本体9底端的中部固定连接有手柄11，检测仪本体9的正面固定安装有显示器12，检测仪本体9位于显示器12一侧的正面从上到下依次固定安装有警示闪烁灯13和总开关14，警示闪烁灯13的闪烁条件由中央处理器20内设的计算方法得到的结果较设定值的大小进行控制，较设定值大则启动警示闪烁灯13闪烁，较设定值小则不启动警示闪烁灯13，中央处理器20内设的计算方法采用的计算公式为：

η＝ABS((H₂-H₁)/H1)≥n

判断式若为是则输出1，若为否则输出0，式中，η表示当前频率相对正常发电机组频率的偏差率，H₁表示正常发电机组产生的频率值，H₂表示当前发电机组产生的频率值，n表示预设偏差率，ABS为绝对值函数，检测仪本体9位于显示器12下方的正面从左到右依次固定安装有频率检测开关15和故障检测开关16。

工作时，发电机3、齿轮箱4和风叶6在正常运转下，按下总开关14，启动检测仪本体9，安装在传动轴5和齿轮箱4上的震动传感器7将对其上的震动频率进行检测并将检测到的震动频率数值发送给信号处理器17，由信号处理器17综合打包处理后再由无线发射模块8发送给无线接受模块18，无线接受模块18将接受到的数据再由检测仪本体9内的信号处理器17进行解压处理，将解压后的数据传给数据存储器19存储，按下频率检测开关15，控制中央处理器20调动数据存储器19内的数据进行运算处理，并将结果在显示器12上显示，按下故障检测开关16，控制中央处理器20调动数据存储器19内的数据进行运算处理，若运算结果大于预定值，则由中央处理器20启动控制警示闪烁灯13闪烁，以示警，若运算结果小于预定值，则表示设备目前处于正常运转状态。

综上所述，该风电机组震动频率检测装置，通过在发电机3内相应位置安装震动传感器7，再将震动传感器7产生的数据由无线发射模块8经无线传输至地面的手持终端，再由检测仪本体9内的软硬件对数据进行计算处理，最终的检测结果在显示器12上显示，解决了工人难以对高塔顶端的风电机组进行检测维保的难题；通过在齿轮箱4的径向和轴向均安装震动传感器7，由震动传感器7对齿轮箱4向各个方向的震动频率均进行检测，以检测到的频率较正常风电机组的频率进行比对，根据比对误差判断齿轮箱4的故障可能性，从而快速的完成对风电机组齿轮箱4的监测，依据显示器12的显示结果确定是否需要上高塔进行人工检测，极大的便利了工人的维保工作；解决了工人难以检修高塔处的风电机组，齿轮箱故障诊断难的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种风电机组震动频率检测装置，包括支撑架(1)和检测仪本体(9)，其特征在于：所述支撑架(1)的顶端固定安装有机箱(2)，所述机箱(2)内腔的左右两侧分别固定安装有发电机(3)和齿轮箱(4)，所述发电机(3)的输入轴通过传动轴(5)与齿轮箱(4)内的输出端固定连接，所述齿轮箱(4)内的输入端固定连接有风叶(6)，所述风叶(6)位于机箱(2)的一侧，所述齿轮箱(4)和传动轴(5)的正面均固定安装有震动传感器(7)，所述机箱(2)内腔位于齿轮箱(4)一侧的顶端固定安装有无线发射模块(8)，所述检测仪本体(9)顶端的一侧固定安装有信号天线(10)，所述检测仪本体(9)底端的中部固定连接有手柄(11)，所述检测仪本体(9)的正面固定安装有显示器(12)，所述检测仪本体(9)位于显示器(12)一侧的正面从上到下依次固定安装有警示闪烁灯(13)和总开关(14)，所述检测仪本体(9)位于显示器(12)下方的正面从左到右依次固定安装有频率检测开关(15)和故障检测开关(16)。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组震动频率检测装置，其特征在于：所述震动传感器(7)的输出端与信号处理器(17)的输入端电连接，所述信号处理器(17)的输出端与无线发射模块(8)的输入端电连接，所述无线发射模块(8)的输出端与无线接受模块(18)的输入端电连接，所述无线接受模块(18)的输出端电连接另一个信号处理器(17)的输入端，另一个所述信号处理器(17)的输出端与数据存储器(19)的输入端电连接，所述数据存储器(19)的输出端与中央处理器(20)的输入端电连接，所述中央处理器(20)的输出端分别与显示器(12)和警示闪烁灯(13)的输入端电连接，所述中央处理器(20)的输入端分别与频率检测开关(15)和故障检测开关(16)输出端电连接，所述显示器(12)、无线接受模块(18)和中央处理器(20)均由总开关(14)控制电路的通断。

3.根据权利要求1所述的一种风电机组震动频率检测装置，其特征在于：所述传动轴(5)的长度方向和齿轮箱(4)的径向与轴向均固定安装有震动传感器(7)。

4.根据权利要求1所述的一种风电机组震动频率检测装置，其特征在于：所述警示闪烁灯(13)的闪烁条件由中央处理器(20)内设的计算方法得到的结果较设定值的大小进行控制，较设定值大则启动警示闪烁灯(13)闪烁，较设定值小则不启动警示闪烁灯(13)。

5.根据权利要求1所述的一种风电机组震动频率检测装置，其特征在于：所述中央处理器(20)内设的计算方法采用的计算公式为：

η＝ABS((H₂-H₁)/H1)≥n

判断式若为是则输出1，若为否则输出0，式中，η表示当前频率相对正常发电机组频率的偏差率，H₁表示正常发电机组产生的频率值，H₂表示当前发电机组产生的频率值，n表示预设偏差率，ABS为绝对值函数。

6.根据权利要求1所述的一种风电机组震动频率检测装置，其特征在于：所述信号天线(10)采用两节伸缩式天线，且信号天线(10)的底端与检测仪本体(9)的顶端铰接。