一种风力发电机制动闸监测装置及其监测方法
【专利摘要】一种风力发电机制动闸监测装置，包括：数据采集装置，用以对风力发电机制动闸的磨损量进行数据采集；数据处理单元，接收数据采集装置之输出信号，进一步通过逻辑控制电路进行数据处理；故障分析单元，根据数据采集装置所获得的特征参数，与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断；检测装置，接收数据处理单元和故障分析单元的输出信号，对风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元进行运行指标和预测指标传输；中心控制单元，根据运行指标和预测指标，进行维护、维修与保养。本发明不仅可以促使维修人员及时处理问题，减少现场测试时间和人为错误，而且提高风力发电机的利用率和效率。
【专利说明】
一种风力发电机制动闸监测装置及其监测方法
技术领域
[0001]本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种风力发电机制动闸监测装置及其监测方法。【背景技术】
[0002]风力发电厂的工作人员越来越感到运营成本居高不下的压力，迫切希望降低运营成本，尤其在当今时代更是如此。要实现运营成本的降低，必须进行更有效的使用维护和维修服务，而且风力发电机运行的安全性要求越来越高。
[0003]在风机检修维护或者大风状态时，都要通过制动闸来实现停机。所以制动闸在长期使用过程中的不断磨损，必然会影响到风机的制动性能，从而危及到风机的安全运行。
[0004]因此，积极开展风力发电机制动闸的状态监测，给出其状态的趋势分析与寿命预测，对维修人员及时处理问题，减少现场测试时间和人为错误，提高风力机的利用率和效率具有重要意义。所以对风力发电机制动闸的在线监测和寿命预测的重要性便越来越突出。
[0005]故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种风力发电机制动闸监测装置及其监测方法。
【发明内容】
[0006]本发明是针对现有技术中，传统的风力发电机制动闸在长期使用过程中不断磨损，无有效的监测和预测则必然会影响到风机的制动性能，从而危及到风机的安全运行等缺陷提供一种风力发电机制动闸监测装置。
[0007]本发明之第二目的是针对现有技术中，传统的风力发电机制动闸在长期使用过程中不断磨损，无有效的监测和预测则必然会影响到风机的制动性能，从而危及到风机的安全运行等缺陷提供一种风力发电机制动闸监测装置的监测方法。
[0008]为实现本发明之目的，本发明提供一种风力发电机制动闸监测装置，所述风力发电机制动闸监测装置，包括:
[0009]数据采集装置，所述数据采集装置用以对风力发电机制动闸的磨损量进行数据采集，并将数据采集之模拟信号作为输出信号；
[0010]数据处理单元，所述数据处理单元接收所述数据采集装置之输出信号，并将作为输出信号的模拟信号进行信号转换和信号放大，以获得相应的数字信号，且进一步通过逻辑控制电路进行数据处理，进而通过显示装置呈现所述风力发电机制动闸的特性指标；
[0011]故障分析单元，所述故障分析单元根据所述数据采集装置所获得的特征参数，与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中；
[0012]检测装置，所述检测装置接收来自所述数据处理单元和所述故障分析单元的输出信号，对所述风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元进行风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输；
[0013]中心控制单元，所述中心控制单元根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进行维护、维修与保养。
[0014]可选地，所述数据采集装置进一步包括设置在所述风力发电机制动闸两侧的位置传感器和振动传感器。
[0015]可选地，所述风力发电机制动闸的特性指标为风力发电机制动闸之磨损量、预测剩余寿命。
[0016]可选地，所述数据采集装置所获得的特征参数为振动传感器之振动信号提取的特征参数。
[0017]为实现本发明之第二目的，本发明提供一种风力发电机制动闸监测装置之监测方法，所述风力发电机制动闸检测装置之监测方法，包括:
[0018]执行步骤S1:所述数据采集装置用以对风力发电机制动闸的磨损量进行数据采集，并将数据采集之模拟信号作为输出信号；
[0019]执行步骤S2:所述数据处理单元接收所述数据采集装置之输出信号，并将作为输出信号的模拟信号进行信号转换和信号放大，以获得相应的数字信号，且进一步通过逻辑控制电路进行数据处理，进而通过显示装置呈现所述风力发电机制动闸的特性指标；
[0020]执行步骤S3:所述故障分析单元根据所述数据采集装置所获得的特征参数，与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中；
[0021]执行步骤S4:所述检测装置接收来自所述数据处理单元和所述故障分析单元的输出信号，对所述风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元进行风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输；
[0022]执行步骤S5:所述中心控制单元根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标， 进行维护、维修与保养。[〇〇23] 可选地，所述运行指标和预测指标是所述检测装置通过采用上位机MCGS(Monitor and Control Generated System)组态软件，采用PPI协议的实时通讯，接收下位机逻辑控制电路进行数据处理后之数据，实现风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输。[〇〇24]综上所述，本发明风力发电机制动闸监测装置通过在风力发电机制动闸两侧设置作为数据采集装置的位置传感器和振动传感器，并经过数据处理单元进行数据处理，且与故障数据库进行特征参数比对，采用故障分析单元判断故障类型，及检测装置进行实时监控和预测，以向中心控制单元进行风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输，所述中心控制单元便根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进行维护、维修与保养，不仅可以促使维修人员及时处理问题，减少现场测试时间和人为错误，而且提高风力发电机的利用率和效率。【附图说明】
[0025]图1所示为本发明风力发电机制动闸监测装置的框架结构示意图；
[0026]图2所示为风力发电机制动闸监测装置之监测方法的流程图。【具体实施方式】
[0027]为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。[〇〇28]风力发电厂的工作人员越来越感到运营成本居高不下的压力，迫切希望降低运营成本，尤其在当今时代更是如此。要实现运营成本的降低，必须进行更有效的使用维护和维修服务，而且风力发电机运行的安全性要求越来越高。
[0029]在风机检修维护或者大风状态时，都要通过制动闸来实现停机。所以制动闸在长期使用过程中的不断磨损，必然会影响到风机的制动性能，从而危及到风机的安全运行。
[0030]因此，积极开展风力发电机制动闸的状态监测，给出其状态的趋势分析与寿命预测，对维修人员及时处理问题，减少现场测试时间和人为错误，提高风力机的利用率和效率具有重要意义。所以对风力发电机制动闸的在线监测和寿命预测的重要性便越来越突出。
[0031]请参阅图1，图1所示为本发明风力发电机制动闸监测装置的框架结构示意图。所述风力发电机制动闸监测装置1，包括:[〇〇32]数据采集装置11，所述数据采集装置11用以对风力发电机制动闸(未图示)的磨损量进行数据采集，并将数据采集之模拟信号作为输出信号；[〇〇33]数据处理单元12,所述数据处理单元12接收所述数据采集装置11之输出信号，并将作为输出信号的模拟信号进行信号转换和信号放大，以获得相应的数字信号，且进一步通过逻辑控制电路(未图示)进行数据处理，进而通过显示装置(未图示)呈现所述风力发电机制动闸的特性指标；[〇〇34]故障分析单元13,所述故障分析单元13根据所述数据采集装置11所获得的特征参数，与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中；
[0035]检测装置14,所述检测装置14接收来自所述数据处理单元12和所述故障分析单元 13的输出信号，对所述风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元15 进行风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输；
[0036]中心控制单元15,所述中心控制单元15根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进行维护、维修与保养。
[0037]作为【具体实施方式】，所述数据采集装置11进一步包括设置在所述风力发电机制动闸两侧的位置传感器(未图示)和振动传感器(未图示)。所述显示装置呈现的所述风力发电机制动闸之特性指标包括但不限于风力发电机制动闸之磨损量、预测剩余寿命。所述数据采集装置11并从所述振动传感器所获得的振动信号中提取特征参数，且与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中。[〇〇38]为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合【具体实施方式】对本发明风力发电机制动闸监测装置之结构和监测方法进行阐明。在【具体实施方式】中，所述风力发电机制动闸监测装置所监测的运行指标和预测指标类型、以及电讯号传输和实现方式等仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
[0039]请继续参阅图1，所述风力发电机制动闸监测装置1进一步包括故障数据库(未图示)，且所述故障数据库中所列故障类型与相应的特征参数呈对应关系。即，可通过数据采集装置11之振动传感器所获得的振动信号中提取的特征参数，与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中。
[0040]请参阅图2,并结合参阅图1，图2所示为风力发电机制动闸监测装置之监测方法的流程图。所述风力发电机制动闸监测装置之监测方法，包括:
[0041]执行步骤S1:所述数据采集装置11用以对风力发电机制动闸的磨损量进行数据采集，并将数据采集之模拟信号作为输出信号；[〇〇42]执行步骤S2:所述数据处理单元12接收所述数据采集装置11之输出信号，并将作为输出信号的模拟信号进行信号转换和信号放大，以获得相应的数字信号，且进一步通过逻辑控制电路进行数据处理，进而通过显示装置呈现所述风力发电机制动闸的特性指标；
[0043]执行步骤S3:所述故障分析单元13根据所述数据采集装置11所获得的特征参数， 与故障数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中；[〇〇44]执行步骤S4:所述检测装置14接收来自所述数据处理单元12和所述故障分析单元 13的输出信号，对所述风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元15 进行风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输；
[0045]执行步骤S5:所述中心控制单元15根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进行维护、维修与保养。
[0046]其中，所述运行指标和所述预测指标是所述检测装置14通过采用上位机MCGS (Monitor and Control Generated System)组态软件，采用PPI协议的实时通讯，接收下位机逻辑控制电路进行数据处理后之数据，实现风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输。
[0047]综上所述，本发明风力发电机制动闸监测装置通过在风力发电机制动闸两侧设置作为数据采集装置的位置传感器和振动传感器，并经过数据处理单元进行数据处理，且与故障数据库进行特征参数比对，采用故障分析单元判断故障类型，及检测装置进行实时监控和预测，以向中心控制单元进行风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输，所述中心控制单元便根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进行维护、维修与保养，不仅可以促使维修人员及时处理问题，减少现场测试时间和人为错误，而且提高风力发电机的利用率和效率。
[0048]本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
【主权项】
1.一种风力发电机制动闸监测装置，其特征在于，所述风力发电机制动闸监测装置，包 括:数据采集装置，所述数据采集装置用以对风力发电机制动闸的磨损量进行数据采集， 并将数据采集之模拟信号作为输出信号；数据处理单元，所述数据处理单元接收所述数据采集装置之输出信号，并将作为输出 信号的模拟信号进行信号转换和信号放大，以获得相应的数字信号，且进一步通过逻辑控 制电路进行数据处理，进而通过显示装置呈现所述风力发电机制动闸的特性指标；故障分析单元，所述故障分析单元根据所述数据采集装置所获得的特征参数，与故障 数据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中；检测装置，所述检测装置接收来自所述数据处理单元和所述故障分析单元的输出信 号，对所述风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元进行风力发电 机制动闸之运行指标和预测指标传输；中心控制单元，所述中心控制单元根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进 行维护、维修与保养。2.如权利要求1所述风力发电机制动闸监测装置，其特征在于，所述数据采集装置进一 步包括设置在所述风力发电机制动闸两侧的位置传感器和振动传感器。3.如权利要求1所述风力发电机制动闸监测装置，其特征在于，所述风力发电机制动闸 的特性指标为风力发电机制动闸之磨损量、预测剩余寿命。4.如权利要求1所述风力发电机制动闸监测装置，其特征在于，所述数据采集装置所获 得的特征参数为振动传感器之振动信号提取的特征参数。5.—种如权利要求1所述风力发电机制动闸监测装置的监测方法，其特征在于，所述风 力发电机制动闸检测装置之监测方法，包括:执行步骤S1:所述数据采集装置用以对风力发电机制动闸的磨损量进行数据采集，并 将数据采集之模拟信号作为输出信号；执行步骤S2:所述数据处理单元接收所述数据采集装置之输出信号，并将作为输出信 号的模拟信号进行信号转换和信号放大，以获得相应的数字信号，且进一步通过逻辑控制 电路进行数据处理，进而通过显示装置呈现所述风力发电机制动闸的特性指标；执行步骤S3:所述故障分析单元根据所述数据采集装置所获得的特征参数，与故障数 据库中故障类型的特征参数进行比对，实现故障类型的判断，并呈现在所述显示装置中；执行步骤S4:所述检测装置接收来自所述数据处理单元和所述故障分析单元的输出信 号，对所述风力发电机制动闸进行实时监控和寿命预测，并向中心控制单元进行风力发电 机制动闸之运行指标和预测指标传输；执行步骤S5:所述中心控制单元根据风力发电机制动闸之运行指标和预测指标，进行 维护、维修与保养。6.如权利要求5所述风力发电机制动闸监测装置的监测方法，其特征在于，所述运行指 标和预测指标是所述检测装置通过采用上位机MCGS(Monitor and Control Generated System)组态软件，采用PPI协议的实时通讯，接收下位机逻辑控制电路进行数据处理后之 数据，实现风力发电机制动闸之运行指标和预测指标传输。
【文档编号】F03D17/00GK105952589SQ201610409074
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】黄麒元, 朱俊, 王致杰, 王海群, 王鸿, 王浩清, 周泽坤, 杜彬, 王东伟, 吕金都, 黄忠, 黄一忠, 周静怡
【申请人】上海电机学院