JP6910835B2 - 状態監視システム及びそれを備える風力発電装置 - Google Patents

Description

本開示は、状態監視システム及びそれを備える風力発電装置に関し、特に、設備の振動を測定することによって設備の状態を監視する状態監視システム及びそれを備える風力発電装置に関する。

特開２０１７−２６５１４号公報（特許文献１）は、風力発電装置に用いられる異常診断装置を開示する。この異常診断装置は、振動センサと、制御装置とを備える。振動センサは、被測定物に取付けられて被測定物の振動を検出する。制御装置は、振動センサから受けるデータに基づいて、振動センサが被測定物から外れているか否かを判定する。このように、この異常診断装置によれば、振動センサが被測定物から外れたことを検知することができる（特許文献１参照）。

特開２０１７−２６５１４号公報

上記の特許文献１に記載の異常診断装置は、振動センサから受けるデータに基づいて振動センサが被測定物から外れたことを検知することができるので、高所に設置されるために現場での確認作業が容易でない風力発電装置等において有用である。しかしながら、特許文献１に記載の異常診断装置では、振動センサが被測定物から外れたことを検知することはできるけれども、振動センサ本体の異常を検知することはできない。

それゆえに、本開示の目的は、設備の振動を測定することによって設備の状態を監視する状態監視システム及びそれを備える風力発電装置において、振動検出部の出力に基づいて振動検出部本体の異常診断を実行可能とすることである。

本開示の状態監視システムは、設備の振動を測定することによって設備の状態を監視する状態監視システムであって、振動検出部と、電圧処理回路と、監視装置と、接続回路とを備える。振動検出部は、設備に生じる加速度を検知することによって検出される振動をバイアス電圧からの電圧変化として出力するように構成される。電圧処理回路は、振動検出部の出力電圧からバイアス電圧を除去するように構成される。監視装置は、電圧処理回路の出力に基づいて設備の状態を監視するように構成される。接続回路は、電圧処理回路を介さずに振動検出部の出力を監視装置に接続するように構成される。監視装置は、接続回路を通じて受ける出力電圧がバイアス電圧を含む所定範囲に含まれない場合に、振動検出部を異常であると診断する。

接続回路は、電圧処理回路に並列に接続されるリレーを含んでもよい。そして、監視装置は、振動検出部の異常診断の実行時に、リレーを導通状態に制御してもよい。

振動検出部は、複数の振動センサを含み、接続回路は、複数の振動センサの出力のいずれか１つを監視装置の入力ポートに接続するように構成されたマルチプレクサを含んでもよい。そして、監視装置は、振動検出部の異常診断の実行時に、複数の振動センサの出力が入力ポートに順次接続されるようにマルチプレクサを制御してもよい。

監視装置は、電圧処理回路の出力に基づく状態監視を実施する前に、接続回路を作動させて振動検出部の異常診断を実行してもよい。

また、本開示の風力発電装置は、上述の状態監視システムを備える。

本開示の状態監視システムにおいては、電圧処理回路を介さずに振動検出部の出力を監視装置に接続可能な接続回路が設けられ、接続回路を通じて受ける出力電圧がバイアス電圧を含む所定範囲に含まれない場合に、振動検出部が異常であると診断される。このように、本開示の状態監視システムによれば、振動検出部の出力に基づいて振動検出部本体の異常診断を実行することができる。

本開示の実施の形態１に従う状態監視システムが適用される風力発電装置の構成を概略的に示した図である。 図１に示す振動検出部及びデータ処理装置の構成を示した図である。 振動検出部の出力電圧が変化する様子の一例を示した図である。 振動検出部の異常診断処理の手順を説明するフローチャートである。 実施の形態２における振動検出部及びデータ処理装置の構成を示した図である。 実施の形態２における振動検出部の異常診断処理の手順を説明するフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、本開示の実施の形態１に従う状態監視システムが適用される風力発電装置の構成を概略的に示した図である。図１を参照して、風力発電装置１０は、主軸２０と、ブレード３０と、増速機４０と、発電機５０とを備える。また、風力発電装置１０は、主軸用軸受（以下、単に「軸受」と称する。）６０と、振動検出部７０と、データ処理装置８０とをさらに備える。増速機４０、発電機５０、軸受６０、振動検出部７０及びデータ処理装置８０は、ナセル９０に格納され、ナセル９０は、タワー１００によって支持される。

主軸２０は、ナセル９０内に進入して増速機４０の入力軸に接続され、軸受６０によって回転自在に支持される。主軸２０は、風力を受けたブレード３０により発生する回転トルクを増速機４０の入力軸へ伝達する。ブレード３０は、主軸２０の先端に設けられ、風力を回転トルクに変換して主軸２０に伝達する。

増速機４０は、主軸２０と発電機５０との間に設けられ、主軸２０の回転速度を増速して発電機５０へ出力する。一例として、増速機４０は、遊星ギヤや中間軸、高速軸等を含む歯車増速機構によって構成される。発電機５０は、増速機４０の出力軸に接続され、増速機４０から受ける回転トルクによって発電する。発電機５０は、たとえば、誘導発電機によって構成される。

軸受６０は、ナセル９０内において固設され、主軸２０を回転自在に支持する。軸受６０は、たとえば転がり軸受によって構成され、具体的には、自動調芯ころ軸受や円すいころ軸受、円筒ころ軸受、玉軸受等によって構成される。なお、これらの軸受は、単列のものでも複列のものでもよい。

振動検出部７０は、振動センサを含んで構成され、たとえば軸受６０に設置される。振動検出部７０は、軸受６０に固設される振動センサによって振動を検出し、検出された振動データをデータ処理装置８０へ出力する。この振動検出部７０は、加速度を検知することによって振動を検出し、検出される振動をバイアス電圧からの電圧変化として出力する。振動検出部７０は、たとえば、圧電素子を用いた圧電型の加速度ピックアップによって構成される。

データ処理装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、信号を入出力するための入出力ポート等を含む（いずれも図示せず）。データ処理装置８０は、振動検出部７０により検出された振動データ（バイアス電圧からの電圧変化）を振動検出部７０から受け、所定の電圧処理及びＡ／Ｄ変換を行なった後、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って所定のデータ処理（周波数分析等）を実行する。

この風力発電装置１０については、風力発電装置１０（主には軸受６０）の状態監視を行なうための振動データを検出する振動検出部７０は、ナセル９０内に設置される。そして、振動検出部７０は、ナセル９０とともにタワー１００上の高所に設置されるので、振動検出部７０に異常が生じているか否かについて現場での確認作業は容易でない。

そこで、この実施の形態１に従う状態監視システムでは、振動検出部７０に異常が生じているか否かを診断可能とする構成が設けられる。具体的には、振動検出部７０の出力電圧をチェックするための電圧チェック回路が設けられ、電圧チェック回路を通じて受ける振動検出部７０の出力電圧が所定の正常範囲から外れている場合には、振動検出部７０が異常であると診断される。以下、振動検出部７０に異常が生じているか否かを診断可能とするための構成及び処理について、詳しく説明する。

図２は、図１に示した振動検出部７０及びデータ処理装置８０の構成を示した図である。図２を参照して、振動検出部７０は、圧電型の加速度ピックアップであり、圧電素子７２と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）７４とを含んで構成される。圧電素子７２は、振動加速度に応じた電荷を出力する。ＦＥＴ７４は、圧電素子７２の出力を増幅するアンプとして作動する。

具体的には、直流電源１１０及び定電流素子１１２（定電流ダイオード等）によって構成される定電流源から出力線１１４を通じてＦＥＴ７４へ定電流が供給され、ＦＥＴ７４によって出力線１１４の電圧レベルが所定のバイアス電圧に調整される。ＦＥＴ７４のゲートには、圧電素子７２の出力端子が接続されており、圧電素子７２の出力に応じてＦＥＴ７４のゲート電圧が変化する。ＦＥＴ７４のゲート電圧の変化は、出力線１１４のバイアス電圧からの電圧変化として表れる。このように、振動検出部７０は、圧電素子７２を用いて振動を検出し、検出される振動をバイアス電圧からの電圧変化として出力線１１４へ出力する。

データ処理装置８０は、電圧処理回路１１６と、Ａ／Ｄコンバータ１２６と、ＣＰＵ１２８と、接続回路１３０とを含む。電圧処理回路１１６は、コンデンサ１１８と、アンプ１２０と、各種回路１２２とを含む。コンデンサ１１８は、出力線１１４上のバイアス電圧をブロックし、振動検出部７０により検出される振動に応じた変動成分のみを通過させる。

アンプ１２０は、コンデンサ１１８を通過した変動成分（振動データ）を増幅する。各種回路１２２は、アンプ１２０により増幅されたデータをＡ／Ｄコンバータ１２６において取込可能とするために、保護回路やフィルタ回路、安定化回路等を含んで構成される。Ａ／Ｄコンバータ１２６は、電圧処理回路１１６の出力電圧を入力ポートＰ０に受け、入力ポートＰ０から入力される電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換してＣＰＵ１２８へ出力する。

接続回路１３０は、電圧処理回路１１６に並列に接続され、たとえばリレー等を含んで構成される。すなわち、接続回路１３０の一方は、振動検出部７０の出力線１１４に接続され、接続回路１３０の他方は、入力ポートＰ０に接続される電圧処理回路１１６の出力線１２４に接続される。この接続回路１３０は、振動検出部７０の出力電圧をチェックするための電圧チェック回路であり、この接続回路１３０を用いて振動検出部７０の異常診断を行なうことができる。接続回路１３０は、振動検出部７０の異常診断の実行時に、ＣＰＵ１２８によって導通状態に制御され、電圧処理回路１１６を介さずに振動検出部７０の出力をＡ／Ｄコンバータ１２６の入力ポートＰ０に接続する。

ＣＰＵ１２８は、Ａ／Ｄコンバータ１２６を通じて取込まれる電圧処理回路１１６の出力に基づいて、風力発電装置１０の各種状態監視を実行する。特に図示しないが、たとえば、ＣＰＵ１２８は、Ａ／Ｄコンバータ１２６から受ける振動データ（振動波形）の周波数分析を行ない、その分析結果から軸受６０に異常が生じていないかの監視を行なう。

また、ＣＰＵ１２８は、振動検出部７０の出力に基づく振動検出部７０の異常診断を実行する。振動検出部７０の異常診断の実行時、ＣＰＵ１２８は、接続回路１３０を導通状態に制御する。接続回路１３０が導通状態になると、振動検出部７０の出力線１１４の電圧が電圧処理回路１１６を介することなくＡ／Ｄコンバータ１２６に取込まれる。そして、ＣＰＵ１２８は、接続回路１３０を通じて受ける出力線１１４の電圧（振動検出部７０の出力電圧）が、上述のバイアス電圧を含む所定の範囲に含まれていない場合には、振動検出部７０が異常であると診断する。

図３は、振動検出部７０の出力電圧が変化する様子の一例を示した図である。図３を参照して、電圧Ｖｂｉａｓはバイアス電圧を示す。上限値ＶＵは、電圧Ｖｂｉａｓよりも高い所定値に設定され、振動検出部７０の出力電圧が上限値ＶＵを超えると、振動検出部７０が異常であると診断される。下限値ＶＬは、電圧Ｖｂｉａｓよりも低い所定値に設定され、振動検出部７０の出力電圧が下限値ＶＬを下回ると、振動検出部７０が異常であると診断される。すなわち、上限値ＶＵ及び下限値ＶＬは、振動検出部７０が異常であるか否かを診断するための上記所定の範囲を規定する。

振動検出部７０が正常であるときは、振動検出部７０の出力電圧は、電圧Ｖｂｉａｓの周辺で変動し、上限値ＶＵ及び下限値ＶＬで規定される範囲内に含まれる。振動検出部７０の出力電圧が、上限値ＶＵ及び下限値ＶＬで規定される範囲から外れると、振動検出部７０は異常であると診断される。たとえば、図示されるように、時刻ｔ１において振動検出部７０のＦＥＴ７４が閉故障（短絡状態）になると、振動検出部７０の出力電圧は下限値ＶＬを下回り得る。また、特に図示していないが、ＦＥＴ７４がオープン故障になると、振動検出部７０の出力電圧は上限値ＶＵを超え得る。このように、振動検出部７０の出力電圧が、上限値ＶＵ及び下限値ＶＬによって規定される所定範囲に含まれるか否かによって、振動検出部７０の異常有無を診断することができる。

図４は、振動検出部７０の異常診断処理の手順を説明するフローチャートである。図４を参照して、ＣＰＵ１２８は、振動検出部７０の異常診断を実行するための実行条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、振動検出部７０及びデータ処理装置８０を含む状態監視システムの起動時や所定の期間経過毎に、異常診断実行条件が成立するものとされ得る。

異常診断実行条件が成立したものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１２８は、振動検出部７０の出力電圧をチェックするための電圧チェック回路を接続する（ステップＳ２０）。すなわち、ＣＰＵ１２８は、接続回路１３０を導通状態（ＯＮ）に制御する。これにより、振動検出部７０の出力線１１４が電圧処理回路１１６を介することなくＡ／Ｄコンバータ１２６の入力ポートＰ０に接続される。そして、ＣＰＵ１２８は、Ａ／Ｄコンバータ１２６の入力ポートＰ０から入力される電圧に基づいて、振動検出部７０の出力電圧を測定する（ステップＳ３０）。

ＣＰＵ１２８は、ステップＳ３０において測定される電圧（振動検出部７０の出力電圧）が正常範囲であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には、ＣＰＵ１２８は、図３に示した上限値ＶＵ及び下限値ＶＬによって規定される所定範囲に測定電圧が含まれるか否かを判定する。

ステップＳ４０において電圧は正常範囲であると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１２８は、振動検出部７０は正常であると判定する（ステップＳ５０）。一方、電圧が正常範囲でないと判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＣＰＵ１２８は、振動検出部７０が異常であると判定する（ステップＳ６０）。そして、ＣＰＵ１２８は、振動検出部７０が異常であることを報知するための異常アラームを地上のサーバ等へ送信する（ステップＳ７０）。

次いで、ＣＰＵ１２８は、電圧チェック回路を遮断する（ステップＳ８０）。すなわち、ＣＰＵ１２８は、接続回路１３０を遮断状態（ＯＦＦ）に制御する。そして、ＣＰＵ１２８は、ステップＳ５０において振動検出部７０は正常であると判定された場合には、電圧処理回路１１６（図２）の出力に基づく状態監視を開始する（ステップＳ９０）。なお、ステップＳ６０において振動検出部７０が異常であると判定された場合には、上記の状態監視は行なわれない。すなわち、この実施の形態１では、電圧処理回路１１６の出力に基づく状態監視を実施する前に、電圧チェック回路（接続回路１３０）を作動させて振動検出部７０の異常診断が実行される。

以上のように、この実施の形態１においては、電圧処理回路１１６を介さずに振動検出部７０の出力を取込むための接続回路１３０が設けられ、接続回路１３０を通じて受ける振動検出部７０の出力電圧がバイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）を含む所定範囲に含まれない場合に、振動検出部７０が異常であると診断される。このように、この実施の形態１によれば、振動検出部７０の出力に基づいて振動検出部７０本体の異常診断を実行することができる。

また、この実施の形態１によれば、電圧処理回路１１６の出力に基づく状態監視が実施される前に、接続回路１３０を作動させて振動検出部７０の異常診断が実行されるので、異常の振動検出部７０の出力に基づいて状態監視が行なわれるのを防止することができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、ナセル９０内に複数の振動センサが設けられ、風力発電装置１０の状態がより詳細に監視される。そして、各振動センサについて異常が生じているか否かを診断可能とするための構成が示される。

図５は、実施の形態２における振動検出部７０＃及びデータ処理装置８０＃の構成を示した図である。図５を参照して、振動検出部７０＃は、ナセル９０内に設けられる複数の振動センサを含み、一例として、この実施の形態２では、振動検出部７０＃は、複数の振動センサ７０−１〜７０−１６を含む。複数の振動センサ７０−１〜７０−１６によって、軸受６０の振動のほか、増速機４０及びその内部の歯車や、発電機５０、ナセル９０の回転軸等の各種振動を検出することができる。なお、複数の振動センサ７０−１〜７０−１６の各々の構成は、図２に示した振動検出部７０と基本的に同じである。

データ処理装置８０＃は、第１の処理回路１３６Ａと、第２の処理回路１３６Ｂと、Ａ／Ｄコンバータ１２６＃と、ＣＰＵ１２８＃とを含む。第１の処理回路１３６Ａは、直流電源１１０と、定電流素子１１２−１〜１１２−８と、電圧処理回路１１６−１〜１１６−８と、マルチプレクサ１３２Ａと、各種回路１３４Ａとを含む。

定電流素子１１２−１〜１１２−８の各々は、図２に示した定電流素子１１２と同じであり、電圧処理回路１１６−１〜１１６−８の各々は、図２に示した電圧処理回路１１６と同じである。そして、一例として、定電流素子１１２−１から出力線１１４−１を通じて振動センサ７０−１へ定電流が供給され、振動センサ７０−１のＦＥＴ７４（図示せず）によって出力線１１４−１の電圧レベルが所定のバイアス電圧に調整される。その他についても同様である。

マルチプレクサ１３２Ａは、出力線１１４−１〜１１４−８の各々に接続され、出力線１１４−１〜１１４−８のいずれか１つを各種回路１３４Ａへ出力するように構成される。各種回路１３４Ａとともに、マルチプレクサ１３２Ａは、振動センサ７０−１〜７０−８の出力電圧をチェックするための電圧チェック回路である。マルチプレクサ１３２Ａは、ＣＰＵ１２８＃によって制御され、振動検出部７０＃の異常診断の実行時に、出力線１１４−１〜１１４−８を各種回路１３４Ａに順次接続する。

各種回路１３４Ａは、マルチプレクサ１３２Ａを通じて受ける出力線１１４−１〜１１４−８の電圧をＡ／Ｄコンバータ１２６＃において取込可能とするために、保護回路や安定化回路等を含んで構成される。

なお、複数の振動センサ７０−９〜７０−１６に対しては、第２の処理回路１３６Ｂが設けられており、特に図示しないが、第２の処理回路１３６Ｂの構成は、第１の処理回路１３６Ａと同じである。

Ａ／Ｄコンバータ１２６＃は、電圧処理回路１１６−１〜１１６−１６の出力電圧をそれぞれ入力ポートＰ１〜Ｐ１６に受け、各入力ポートＰ１〜Ｐ１６から入力される電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換してＣＰＵ１２８＃へ出力する。

また、Ａ／Ｄコンバータ１２６＃は、各種回路１３４Ａを通じてマルチプレクサ１３２Ａの出力を入力ポートＰＡに受け、入力ポートＰＡから入力される電圧をデジタル信号に変換してＣＰＵ１２８＃へ出力する。第２の処理回路１３６Ｂについても同様に、Ａ／Ｄコンバータ１２６＃は、各種回路１３４Ｂ（図示せず）を通じてマルチプレクサ１３２Ｂ（図示せず）の出力を入力ポートＰＢに受け、入力ポートＰＢから入力される電圧をデジタル信号に変換してＣＰＵ１２８＃へ出力する。

ＣＰＵ１２８＃は、Ａ／Ｄコンバータ１２６＃を通じて取込まれる電圧処理回路１１６−１〜１１６−１６の出力に基づいて、風力発電装置１０の各種状態監視を実行する。また、ＣＰＵ１２８＃は、振動検出部７０＃の出力に基づく振動検出部７０＃の異常診断を実行する。振動検出部７０＃の異常診断の実行時、ＣＰＵ１２８＃は、振動センサ７０−１〜７０−１６の出力電圧を順次取込んで振動センサ７０−１〜７０−１６の異常診断を順次実行するために、マルチプレクサ１３２Ａ及び第２の処理回路１３６Ｂのマルチプレクサ１３２Ｂを制御する。

振動検出部７０＃の異常診断の実行時、マルチプレクサ１３２Ａ，１３２Ｂを通じて、振動センサ７０−１〜７０−１６の出力線１１４−１〜１１４−１６の電圧が電圧処理回路１１６−１〜１１６−１６を介することなくＡ／Ｄコンバータ１２６＃に順次取込まれる。そして、ＣＰＵ１２８＃は、マルチプレクサ１３２Ａ，１３２Ｂを通じて受ける出力線１１４−１〜１１４−１６の電圧（振動センサ７０−１〜７０−１６の出力電圧）が、バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）を含む所定の範囲に含まれない場合には、その振動センサを異常であると診断する。

このように、マルチプレクサ１３２Ａ，１３２Ｂを設けることによって、図２に示した実施の形態１のような接続回路１３０を電圧処理回路１１６−１〜１１６−１６毎に設ける必要はない。また、上記においては、振動センサ７０−１〜７０−１６を２つのグループに分けて（第１の処理回路１３６Ａに属する振動センサ７０−１〜７０−８のグループと、第２の処理回路１３６Ｂに属する振動センサ７０−９〜７０−１６のグループ）各グループにマルチプレクサを設けるものとしたが、複数の振動センサをこのように２つのグループに分けることは必須ではない。このようなグループ分けをしなくてもよいし、さらに細分化してグループ分けしてもよい。

図６は、実施の形態２における振動検出部７０＃の異常診断処理の手順を説明するフローチャートである。図６を参照して、ＣＰＵ１２８＃は、振動検出部７０＃の異常診断を実行するための実行条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。このステップＳ１１０において実行される処理は、図４に示したステップＳ１０において実行される処理と基本的に同じである。

ステップＳ１１０において異常診断実行条件が成立したものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１２８＃は、カウンタｉに１を代入する（ステップＳ１２０）。次いで、ＣＰＵ１２８＃は、振動センサ７０−ｉ（ｉはカウンタの値）の出力電圧をチェックするための電圧チェック回路を接続する（ステップＳ１３０）。すなわち、ＣＰＵ１２８は、振動センサ７０−ｉの出力を各種回路１３４（この実施の形態２では、ｉ≦８のときは各種回路１３４Ａ、ｉ≧９のときは各種回路１３４Ｂ）に接続するようにマルチプレクサ１３２Ａ，１３２Ｂを制御する。

そして、ＣＰＵ１２８＃は、Ａ／Ｄコンバータ１２６＃の入力ポートＰＡ又はＰＢから入力される電圧に基づいて、振動センサ７０−ｉの出力電圧を測定する（ステップＳ１４０）。ＣＰＵ１２８＃は、ステップＳ１４０において測定される電圧（振動センサ７０−ｉの出力電圧）が正常範囲であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。具体的には、ＣＰＵ１２８＃は、図３に示した上限値ＶＵ及び下限値ＶＬによって規定される所定範囲に測定電圧が含まれるか否かを判定する。

ステップＳ１５０において電圧は正常範囲であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１２８＃は、振動センサ７０−ｉは正常であると判定する（ステップＳ１６０）。一方、電圧が正常範囲でないと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＣＰＵ１２８＃は、振動センサ７０−ｉが異常であると判定する（ステップＳ１７０）。そして、ＣＰＵ１２８＃は、振動センサ７０−ｉが異常であることを報知するための異常アラームを地上のサーバ等へ送信する（ステップＳ１８０）。

次いで、ＣＰＵ１２８＃は、カウンタｉがＮ（Ｎは振動センサの数であり、この実施の形態２ではＮ＝１６）に達したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。カウンタｉがＮに達していなければ（ステップＳ１９０においてＮＯ）、ＣＰＵ１２８＃は、カウンタｉを１つインクリメントし（ステップＳ２００）、ステップＳ１３０へ処理を戻す。

ステップＳ１９０においてカウンタｉがＮに達したものと判定されると（ステップＳ１９０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１２８＃は、全ての電圧チェック回路を遮断する（ステップＳ２１０）。すなわち、ＣＰＵ１２８＃は、全ての振動センサ７０−ｉの出力を各種回路１３４Ａ，１３４Ｂから切り離すようにマルチプレクサ１３２Ａ，１３２Ｂを制御する。

そして、ＣＰＵ１２８＃は、ステップＳ１６０において正常であると判定された振動センサについて、対応の電圧処理回路１１６（図５）の出力に基づく状態監視を開始する（ステップＳ２２０）。

以上のように、この実施の形態２においては、マルチプレクサ１３２Ａ，１３２Ｂが設けられ、振動検出部７０＃の異常診断の実行時に、複数の振動センサ７０−１〜７０−１６の出力がＡ／Ｄコンバータ１２６＃の入力ポートに順次接続される。したがって、この実施の形態２によれば、実施の形態１のような接続回路１３０を電圧処理回路１１６−１〜１１６−１６毎に設ける必要なく、また、Ａ／Ｄコンバータ１２６＃の入力ポート数も抑制した上で、複数の振動センサ７０−１〜７０−１６の各々について異常診断を実行することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 風力発電装置、２０ 主軸、３０ ブレード、４０ 増速機、５０ 発電機、６０ 軸受、７０，７０＃ 振動検出部、７０−１〜７０−１６ 振動センサ、７２ 圧電素子、７４ ＦＥＴ、８０，８０＃ データ処理装置、９０ ナセル、１００ タワー、１１０ 直流電源、１１２ 定電流素子、１１４ 出力線、１１６ 電圧処理回路、１１８ コンデンサ、１２０ アンプ、１２２，１３４Ａ，１３４Ｂ 各種回路、１２６，１２６＃ Ａ／Ｄコンバータ、１２８，１２８＃ ＣＰＵ、１３０ リレー、１３２Ａ，１３２Ｂ マルチプレクサ、Ｐ１〜Ｐ１６，ＰＡ，ＰＢ 入力ポート。

Claims (5)

1. 設備の振動を測定することによって前記設備の状態を監視する状態監視システムであって、
   前記設備に生じる加速度を検知することによって検出される振動をバイアス電圧からの電圧変化として出力するように構成された振動検出部を備え、
   前記振動検出部は、
   前記振動に応じた電荷を出力する圧電素子と、
   前記バイアス電圧及び前記圧電素子の出力をそれぞれドレイン及びゲートに受ける電界効果トランジスタとを含み、さらに、
   前記振動検出部の出力電圧から前記バイアス電圧を除去するように構成された電圧処理回路と、
   前記電圧処理回路の出力に基づいて前記設備の状態を監視するように構成された監視装置と、
   前記電圧処理回路を介さずに前記振動検出部の出力を前記監視装置に接続するように構成された接続回路とを備え、
   前記監視装置は、前記接続回路を通じて受ける前記出力電圧が前記バイアス電圧を含む所定範囲に含まれない場合に、前記振動検出部を異常であると診断する、状態監視システム。
2. 前記接続回路は、前記電圧処理回路に並列に接続されるリレーを含み、
   前記監視装置は、前記振動検出部の異常診断の実行時に、前記リレーを導通状態に制御する、請求項１に記載の状態監視システム。
3. 前記振動検出部は、複数の振動センサを含み、
   前記接続回路は、前記複数の振動センサの出力のいずれか１つを前記監視装置の入力ポートに接続するように構成されたマルチプレクサを含み、
   前記監視装置は、前記振動検出部の異常診断の実行時に、前記複数の振動センサの出力が前記入力ポートに順次接続されるように前記マルチプレクサを制御する、請求項１に記載の状態監視システム。
4. 前記監視装置は、前記電圧処理回路の出力に基づく状態監視を実施する前に、前記接続回路を作動させて前記振動検出部の異常診断を実行する、請求項１に記載の状態監視システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の状態監視システムを備える風力発電装置。

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