一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，所述的发电机组的齿轮箱包括太阳轮、行星轮和内齿圈，该监测系统包括安装在内齿圈的上的加速度传感器及与其连接的信号采集及数据处理系统。本实用新型弥补了风电齿轮箱行星轮系运行过程中偏载现象无法监测的不足，避免了行星齿轮存在偏载不及时修复而加速行星齿轮和轴承的损坏的问题。
【专利说明】—种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风力发电机组零部件监测领域，特别是涉及一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统。
【背景技术】
[0002]由于行星齿轮传动拥有结构紧凑、传递功率密度大等优点，目前风力发电机组主齿轮箱大部分采用行星齿轮传动，且大部分采用内齿圈固定、保持架带动行星轮旋转的传动形式。然而行星齿轮传动对行星轮系的加工精度，安装精度要求较高，在实际的应用过程中由于各种精度误差和变形往往会导致行星轮系存在载荷分布不均匀现象，即偏载现象。偏载在一定的范围内，对齿轮箱的寿命影响不大，但是当偏载过大时就会导致某个行星轮过载，载荷超过设计载荷容量，行星齿轮或轴承发生早期损坏。
[0003]主齿轮箱如果发生损坏尤其是行星齿轮发生故障，必须将齿轮箱从机舱吊装至地面运回工厂进行修复，费用昂贵，周期长，严重影响机组发电量。为了早期监测齿轮箱故障，目前行业普遍采用振动在线监测系统对齿轮箱运行状况进行实时监测，但是目前这种通过分析振动频谱和通频振动值的监测方法不能识别行星轮经过加速度传感器的瞬时啮合冲击，从而无法判断行星级齿轮的偏载故障。
[0004]如何能创设一种可监测行星齿轮偏载故障以便及时对行星轮进行维护的新的风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，实属当前重要研发课题之一。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，使其可及时、准确的监测行星齿轮的载荷情况，避免偏载故障以便及时对行星轮进行维护，从而克服现有的风力发电机组行星齿轮偏载无法检测、维修费用高的不足。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，所述的发电机组的齿轮箱包括太阳轮、行星轮和内齿圈，所述的监测系统包括安装在内齿圈的上的加速度传感器及与其连接的信号采集及数据处理系统。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述的信号采集及数据处理系统还连接有客户端显示系统。
[0008]所述客户端显示系统与信号采集及数据处理系统通讯连接。
[0009]还包括安装在内齿圈内侧的转速传感器。
[0010]所述的信号采集及数据处理系统主要由PLC和数据采集卡组成。
[0011]采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点:
[0012]1、本实用新型公开了一种风力发电机组主齿轮箱行星齿轮偏载故障监测系统，弥补了行业内目前对风电齿轮箱行星轮系运行过程中偏载现象的监测设备的空白。
[0013]2、通过该实用新型实现了对主齿轮箱行星级运行中的载荷情况进行实时监测，避免了行星齿轮存在偏载不及时修复而加速行星级齿轮和轴承的损坏的问题，节约了维护成本，提高了机组工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015]图1是本实用新型一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]参照图1所示，本实用新型提供一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，所述的机组包括太阳轮4、行星轮I和内齿圈5，该监测系统包括安装在内齿圈5的上的加速度传感器7及与其连接的信号采集及数据处理系统。
[0017]较佳的，内齿圈5的内侧还可安装有可采集行星架6的绝对相位角信号的转速传感器8，信号采集及数据处理系统还连接有客户端显示系统。
[0018]信号采集及数据处理系统主要有PLC和数据采集卡组成，通过转速传感器8的信号，判断行星轮I和内齿圈5的啮合位置，从而准确截取行星轮I经过振动传感器下方的内齿圈时的振动信号，对截取的振动信号进行处理，根据需要计算啮合振动能量、各行星轮的振动啮合能量差异，从而判断行星轮系的偏载程度。
[0019]客户端显示系统与信号采集及数据处理系统通讯连接，将加速度传感器、转速传感器采集的原始信号及信号采集及数据处理系统处理得到的信息显示，以便运维人员可以直观的看出行星齿轮的偏载程度。
[0020]下面以含有三个行星轮1、内齿圈5和行星架6固定、太阳轮4转动的行星齿轮为例对本实用新型做进一步解释。
[0021 ] 加速度传感器7安装在行星齿轮箱的内齿圈5上方，采集行星齿轮的振动信号。内齿圈5的内侧安装有一个转速传感器8，采集行星架6的绝对相位角信号，加速度传感器7和转速传感器8分别与信号采集及数据处理系统连接，将采集到的数据传输到信号采集及数据处理系统进行处理。较佳的，信号采集机数据处理系统外还连接有客户端显示系统，可显示数据及故障信息。
[0022]所述的转速传感器8还可使用风力发电机组自带的绝对编码器采集数据信号。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，所述的发电机组的齿轮箱包括太阳轮、行星轮和内齿圈，其特征在于:所述的监测系统包括安装在内齿圈上的加速度传感器及与其连接的信号采集及数据处理系统。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，其特征在于:所述的信号采集及数据处理系统还连接有客户端显示系统。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，其特征在于:客户端显示系统与信号采集及数据处理系统通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，其特征在于:还包括安装在内齿圈内侧的转速传感器。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组行星齿轮偏载的监测系统，其特征在于:所述的信号采集及数据处理系统主要由PLC和数据采集卡组成。
【文档编号】F16H57/01GK203686066SQ201420006595
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】董礼, 王千, 苏宝定, 程庆阳, 于迟 申请人:国电联合动力技术有限公司