本实用新型涉及风电机故障检测技术领域，特别涉及一种风电机偏航驱动故障诊断系统。
背景技术：
风电机偏航系统，使用一台变频器拖动四组呈四边形对称排列驱动装置正常运行时四台驱动装置均匀处理拖动机舱，当其中1台驱动装置发生故障时，在有对风命令时偏航系统依然有动作，但此时驱动器已不是对称排布，这时有些参数发生变化，一是剩余的三台偏航驱动装置出力相比正常条件运行下有明显变大或变小，二是不对称排布每台驱动装置的出力也不相同，由于主控及变频器对偏航驱动装置的运行工况缺乏有效监测手段，这些参量的变化未使机组响应故障停机，机组继续带病运行，直至两台、三台或四台偏航驱动装置故障，偏航系统再无偏航能力而故障停机。
当偏航驱动装置故障时，为便于消缺工作，减速机及电动机需要塔下解体，特别是减速机需解体三部分才能吊至机舱重新对齿组装，机舱空间有限、组装精度高、作业人员体力消耗大、消缺周期长等因素是驱动装置消缺难度大的主要原因，同时，驱动装置故障率高、损坏设备数量多、设备造价高、采购周期长、电量损失多等因素也是增加偏航驱动装置早期故障诊断系统的一个重要原因。
技术实现要素：
本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。
为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种风电机偏航驱动故障诊断系统，安装在控制机柜中，包括可编程控制器、电参量采集模块和传感器模块；所述传感器模块包括多个互感器,所述传感器模块集成在电参量采集模块中，四个偏航驱动电机中每个电机的三相输出线缆贯穿对应的三个互感器中部；所述四个偏航驱动电机的三相输出线缆连接偏航变频器；所述电参量采集模块通过串口连接可编程控制器。
优选的，所述传感器模块还包括温度传感器和激光对中传感器；所述温度传感器设置在偏航驱动电机外部，采集偏航驱动电机的温度参数；所述激光对中传感器设置在偏航齿轮一侧，用于采集偏航驱动电机的位置参数。
优选的，所述可编程控制器的输出端与偏航电磁刹车的输入端相连接。
优选的，所述可编程控制器中设有以太网接口，所述可编程控制器通过以太网与后台服务器相连接。
优选的，所述偏航变频器连接偏航计数器，所述偏航计数器记录偏航齿轮的旋转圈数。
优选的，所述可编程控制器采用型号为TM200CE24R的PLC可编程控制器。
优选的，所述偏航变频器还连接手动控制盒，所述手动控制盒内设有前进按钮和后退按钮；所述前进按钮和后退按钮分别连接变频器的前进控制端子和后退控制端子。
根据本实用新型实施例提供的风电机偏航驱动故障诊断系统，利用互感器、温度传感器、激光对中传感器等多种传感器组合对偏航驱动系统的多种参数进行故障检测；利用电参量采集模块与可编程控制器的进行串口通信，可编程控制器根据接收到的多种参数对偏航变频器进行控制。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型提供的一种风电机偏航驱动故障诊断系统的结构框图；
图2为本实用新型提供的一种风电机偏航驱动故障诊断系统的可编程控制器的电路图；
图3为本实用新型提供的一种风电机偏航驱动故障诊断系统的偏航变频器的电路图；
图4为本实用新型提供的一种风电机偏航驱动故障诊断系统的电量采集模块电路图；
图中：1、电参量采集模块；2、传感器模块；3、可编程控制器；4、后台服务器；5、偏航变频器；M、偏航驱动电机；
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型的工作原理为偏航驱动装置主要由减速机和电动机两部分组成，结合风电场实际运行情况，可能存在的故障主要有减速机传动轴断裂、减速机卡齿堵转、电动机缺相、电动机绕组烧损开路四类故障，在故障初期以单台驱动装置故障为主，此时故障的驱动装置的电流参量将有明显变化，偏航驱动装置早期故障诊断系统的工作原理主要对比电流参量的变化，如超出系统设定的门槛值，控制器输出开关量信号触发变频器内部某一故障停机,从而避免多台减速机故障停机。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种风电机偏航驱动故障诊断系统，安装在控制机柜中，不改变控制机柜的结构，包括可编程控制器3、电参量采集模块1和传感器模块2；传感器模块2包括多个互感器,传感器模块2集成在电参量采集模块1中，四个偏航驱动电机M中每个电机的三相输出线缆贯穿对应的三个互感器中部；四个偏航驱动电机M的三相输出线缆连接偏航变频器5；电参量采集模块1通过串口连接可编程控制器3。由于此时故障的驱动装置的电流参量将有明显变化，电参量采集模块1采集的电参量前后出现较大偏差，可编程控制器3通过对比电流参量的变化，如超出系统设定的门槛值，可编程控制器3输出开关量信号触发变频器内部某一故障停机,从而避免多台减速机故障停机。
如图4所示，需要说明的是图中CH1-CH12分别为12个互感器，互感器中腔均有偏航电机的三相输出线缆中的一相输出线缆绕过，例如最左侧的偏航驱动电机M1中最左侧线缆穿过了互感器CH12的中腔，因此，互感器CH12感应偏航驱动电机M最左侧一相输出电缆的电流值，以此类推，互感器CH2至互感器CH12依次感应每个偏航驱动电机M的每一相输出线缆的电流值。
由于互感器是由闭合的铁心和绕组组成。互感器的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中；因此穿过中腔的线缆中有电流流过时，该互感器的二次绕组即会感应处对应的电流，流过线缆的电流越大，感应电流越大。
在本实用新型中，12个互感器集成在电量采集模块中，其中每个互感器的二次侧绕组与电量采集模块中的放大电路相连接，放大电路采用运算放大器实现信号放大，并将放大后的电流参数通过串口通信发送至可编程控制器3。
传感器模块2还包括温度传感器和激光对中传感器；温度传感器设置在偏航驱动电机M外部，采集偏航驱动电机M的温度参数；激光对中传感器设置在偏航齿轮一侧，用于采集偏航驱动电机M的位置参数。
如图2所示，可编程控制器3采用型号为TM200CE24R的PLC可编程控制器3。可编程控制器3中设有以太网接口，可编程控制器3通过以太网与后台服务器4相连接。后台服务器4将接受到的采集数据进行分析判断，根据接收到的温度参数和偏航驱动电机M的位置参数判断，偏航驱动电机出现的故障类型属于上述故障中的哪一类或积累即是是否存在有减速机传动轴断裂、减速机卡齿堵转、电动机缺相、电动机绕组烧损开路四类故障中的任意一种或多种，已备工作人员根据故障类型进行相应的救援。
如图3所示，偏航变频器5连接偏航计数器，偏航计数器记录偏航齿轮的旋转圈数。当偏航齿轮旋转的圈数达到设计所规定的初级解缆和终极解缆圈数时，偏航计数器则给控制系统发信号使机组自动进行解缆。偏航变频器5还连接手动控制盒，手动控制盒内设有前进按钮和后退按钮；前进按钮和后退按钮分别连接变频器的前进控制端子和后退控制端子。可编程控制器3的输出端与偏航电磁刹车的输入端相连接。
需要说明的是，机组正常条件下可以手动执行偏航动作，获取正常值的电流值。平均每台电动机每相电流值在2500至3300不等，存在的差异的主要原因是偏航减速块的力矩值不同，力矩大的电动机出力相对较大。
具体地，在连接时，在原机柜内24V端子排-X228.25号端子排引出24V线缆至电参量采集模块1的24VDC端子，在-X216.45号备用端子引出24VDC线至电参量采集模块1的24VDC端子GND端子。
可编程控制器3在连接时，将偏航电磁刹车-F122.2空开2号端子打开，取一根二次线缆压接至-F122.2空开2号端子内，另一端压接至可编程控制器3-A133.3二次L端子，在-X110.4N端子取出一回线缆压至可编程控制器3-A133.3二次N端子。同轴通信线缆蓝线一端接入可编程控制器3-A133.3通讯端子D1端子，另一端接入电参量采集模块1的通讯端子485A口，同轴通信线缆棕线一端接入可编程控制器3-A133.3通讯端子D0端子，另一端接入电参量采集模块1的通讯端子485B口。可编程控制器3-A133.3数字量端子7号使用二次线缆接入-K118.2继电器A1口，-K118.2继电器A2口接入-X216.7备用5号端子。最后使用高速8芯网线一端接入可编程控制器3-A133.3的网口，另一端接入-A290.7光电转换器5号备用网口，实现以工业局域太网通讯。将电参量采集模块1的24VDC端子打开，压接24VDC线缆，另一端接入-K118.2继电器13口，-K118.2继电器14口接线压入偏航变频器5-U118.2二次17号端子。
根据本实用新型实施例提供的风电机偏航驱动故障诊断系统，利用互感器、温度传感器、激光对中传感器等多种传感器组合对偏航驱动系统的多种参数进行故障检测；利用电参量采集模块与可编程控制器的进行串口通信，可编程控制器根据接收到的多种参数对偏航变频器进行控制，并将多种参数发送至后台服务器，进行故障分析。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、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限定。