专利名称：风力发电机振动监测装置及监测方法
技术领域：
本发明公开了风力发电机振动监测装置及监测方法，属于风力发电的技术领域。
背景技术：
风力发电机组(以下简称风机)的运行是一个长期处于空气动力学和机械动力学状态下的运动系统，因此带来的机组振动就不可避免并时刻发生。而风机振动尤以轴系振动为甚，主要是传动系统(包含主轴、齿轮箱、发电机)的扭转振动及塔架的横向、纵向振动。扭转振动对轴承及齿轮箱的损伤都较大，导致其远没有达到设计使用寿命损坏而需要更换。现有的风机未安装自动振动监测诊断装置，在故障发生的前期未能及时发现，一旦发生故障，每次维护更换零部件将会带来巨大的拆卸安装费用及较大的发电量损失，这无形中增加了运营商的成本。 自动振动监测诊断装置能自动检测风机的各个振动部位的振动状态并诊断是否正常，一方面对于降低投资商的运营维护成本具有现实意义，另一方面对于风电机组的自身健康安全稳定运行、减少盲目停机和提高机组运行效率也具有指导意义。进一步考虑，对于区域电网的稳定也具有积极的保障作用。由于风机大多处于偏远的地区，风机自动化运营的要求较高，在出现问题时，不需要风场人员的过多实际查勘，风机就能自动排查问题并将问题的部位及可能诱发原因即时报告给风场管理人员，以供随后的处理策略。对于塔架的振动，一旦超标并未及时停机，则会带来塔倒机毁的灾难性事故。鉴于风机振动问题的极端重要性，对风机振动的全程实时监控就显得尤为重要。目前，风力发动机组的振动监测诊断技术针对齿轮箱等易发生问题的部位进行独立监控与诊断，忽略了多种形态复合振动的集中判断处理，不能区分出主要及次要的振动，进而找出振动源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了风力发电机振动监测装置及监测方法。本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案
风力发电机振动监测装置，包括依次连接的传感器、滤波器组、数据分析器、终端服务器，传感器设置在风力发电机关键部位；其中
所述传感器用于将检测到的振动信号转换为电信号；
所述滤波器组用于滤去电信号中的干扰频段信号及噪音信号；
所述数据分析器用于将经过滤波处理的电信号转换为频率信号，对频率做频谱分析确定振动部位，依据划分的振动级别反馈振动级别的信号给终端服务器。所述风力发电机振动监测装置中，滤波器组包括依次连接的高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器；其中
所述高通滤波器用于滤去电信号中的高频干扰信号；
所述低通滤波器用于滤去电信号中的低频噪音信号所述带通滤波器用于滤去电信号中的干扰频段信号。所述风力发电机振动监测装置中，数据分析器包括DSP芯片，指示灯，所述DSP芯片的数据输入端接收滤波器组的输出信号，根据振动信号的频率判别振动级别后驱动指示灯工作。风力发电机振动监测方法，包括如下步骤
步骤I，在风力发电机关键部位设置传感器；
步骤2，每一个传感器与一个滤波器组连接，传感器将振动信号转换为电信号后传送给滤波器组；
步骤3，滤波器组滤去电信号中的干扰频段信号及噪音信号；
步骤4，数据分析器将经过滤波处理的电信号转换为频率信号，对频率做频谱分析确定振动部位，依据划分的振动级别反馈振动级别的信号给终端服务器。本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果本发明通过在风力发电机关键部位独立设置监测振动的装置，准确判断振动部位以及振动级别，根据振动级别预警，提高了振动监测装置的准确率。
图I为风力发电机振动监测装置的模块图。
具体实施例方式下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明
如图I所示的风力发电机振动监控装置，包括依次连接的传感器、滤波器组、数据分析器、终端服务器，传感器设置在风力发电机关键部位(如主轴、齿轮箱、发电机)。滤波器组包括依次连接的高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器。传感器用于将检测到的振动信号转换为电信号，滤波器组用于滤去电信号中的干扰频段信号及噪音信号，数据分析器用于将经过滤波处理的电信号转换为频率信号，对频率做频谱分析确定振动部位，依据划分的振动级别反馈振动级别的信号给终端服务器。滤波器组中，高通滤波器用于滤去电信号中的高频干扰信号，低通滤波器用于滤去电信号中的低频噪音信号，带通滤波器用于滤去电信号中的干扰频段信号。数据分析器包括DSP芯片，指示灯，DSP芯片的数据输入端接收滤波器组的输出信号，根据振动信号的频率判别振动级别后驱动指示灯工作。风力发电机振动监测方法，包括如下步骤
步骤1，在风力发电机关键部位(如主轴、齿轮箱、发电机)设置传感器；
步骤2，每一个传感器与一个滤波器组连接，传感器将振动信号转换为电信号后传送给滤波器组；
步骤3，滤波器组滤去电信号中的干扰频段信号及噪音信号；
步骤4，数据分析器将经过滤波处理的电信号转换为频率信号，对频率做频谱分析确定振动部位，依据划分的振动级别反馈振动级别的信号给终端服务器。对振动信号做频谱分析(FFT变换、倒谱分析、包络分析)得到频谱，对比该频谱以及数据库中的频谱数据确定振动部位。在实际运用中，根据实际测得的振动频率以及振动部位对风力发电机工作的影响程度，综合考虑振动级别的划分。综上所述，本发明通过在风力发电机关键部位独立设置 监测振动的装置，准确判断振动部位以及振动级别，根据振动级别预警，提高了振动监测装置的准确率。
权利要求
1.风力发电机振动监测装置，其特征在于包括依次连接的传感器、滤波器组、数据分析器、终端服务器，传感器设置在风力发电机关键部位；其中 所述传感器用于将检测到的振动信号转换为电信号； 所述滤波器组用于滤去电信号中的干扰频段信号及噪音信号； 所述数据分析器用于将经过滤波处理的电信号转换为频率信号，对频率做频谱分析确定振动部位，依据划分的振动级别反馈振动级别的信号给终端服务器。
2.根据权利要求I所述的风力发电机振动监测装置，其特征在于所述滤波器组包括依次连接的高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器；其中 所述高通滤波器用于滤去电信号中的高频干扰信号； 所述低通滤波器用于滤去电信号中的低频噪音信号 所述带通滤波器用于滤去电信号中的干扰频段信号。
3.根据权利要求I或2所述的风力发电机振动监测装置，其特征在于所述数据分析器包括DSP芯片，指示灯，所述DSP芯片的数据输入端接收滤波器组的输出信号，根据振动信号的频率判别振动级别后驱动指不灯工作。
4.风力发电机振动监测方法，其特征在于包括如下步骤 步骤I，在风力发电机关键部位设置传感器； 步骤2，每一个传感器与一个滤波器组连接，传感器将振动信号转换为电信号后传送给滤波器组； 步骤3，滤波器组滤去电信号中的干扰频段信号及噪音信号； 步骤4，数据分析器将经过滤波处理的电信号转换为频率信号，对频率做频谱分析确定振动部位，依据划分的振动级别反馈振动级别的信号给终端服务器。
全文摘要
本发明公开了风力发电机振动监测装置及监测方法，属于风力发电机的技术领域。所述装置包括依次连接的传感器、滤波器组、数据分析器、终端服务器，传感器设置在风力发电机关键部位。所述方法中，滤波器组对传感器输出的电信号滤波处理，数据分析器对滤波处理后的电信号做频谱分析确定振动部位以及振动级别。本发明通过在风力发电机关键部位独立设置监测振动的装置，准确判断振动部位以及振动级别，根据振动级别预警，提高了振动监测装置的准确率。
文档编号G01H17/00GK102914359SQ20121038176
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者张巍, 耿兴旭, 姚建明 申请人:江苏银佳企业集团有限公司