一种风电机组主轴承润滑状态监测方法、系统及设备介质与流程

本发明属于风电机组维护领域，涉及一种风电机组主轴承润滑状态监测方法、系统及设备介质。

背景技术：

1、风电机组主轴承连接着轮毂和齿轮箱，是风电机组最重要的机械转动部件，其可靠性要求极高，受限于检修过程和设备自身的复杂结构，导致其检修难度高、一旦损坏将直接影响发电效率，威胁风电场经济效益。

2、风电机组主轴轴承润滑效果的好坏对其寿命至关重要，当前风电机组主轴承润滑的主要方式为润滑脂润滑，由于其安装在机座的独立主轴承座上，因此风电机组主轴轴承的润滑脂更换十分困难，因此对其润滑状态进行监测是十分必要的。传统的监测方法是在轴承的水平位置设置传感器，测量加速度和速度，判断轴承的运行状态。实际运行中，并不能反映最真实的缺油情况，导致监测不准确，轴承出现严重故障时才能被发现，威胁机组安全稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种风电机组主轴承润滑状态监测方法、系统及设备介质，能够对主轴承润滑状态进行实时监测判断。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种风电机组主轴承润滑状态监测方法，包括以下过程：

4、s1，获取主轴承的振动信号，得到m段子信号，每段子信号含有n个数据点；

5、s2，每段子信号采用三个指标反映设备磨损状况，三个指标分别为：均方根值、峰值和峰值因子；

6、s3，采用极大极小标准化方法对各指标进行变换，使得各指标结果值映射到[0,1]范围内；

7、s4，利用熵值法确定变换后各指标的权重；

8、s5，通过变换后的各指标及其权重，构造整个m段子信号的融合指标t，t值越大代表磨损程度越大，润滑状态越差，缺油程度越高，t值越小代表磨损程度越小，润滑状态越好，缺油程度越低。

9、优选的，振动信号为四个沿主轴承周向均匀排布的测量点信号，振动信号的监测方向为主轴承的轴向。

10、优选的，s2中，三个指标的计算过程为：

11、峰值：peak＝max(xi),i∈1,2,...,n

12、均方根值：

13、峰值因子：

14、式中，xi为故障样本的第i个值。

15、优选的，s3具体过程为，采用极大极小标准化方法对各指标进行变换，使得各指标结果值映射到[0,1]范围内，变换过程为：

16、

17、

18、

19、式中，peak为峰值，rms为均方根值，cf为峰值因子，j表示m段子信号中的第j段子信号。

20、优选的，s4中，确定权重的过程为：

21、

22、

23、dx＝1-ex

24、

25、式中：px(j)表示概率；x表示峰值peak、均方根值rms和峰值因子cf；ex表示指标熵值；m表示指标数量；dx表示信息熵冗余值；wx表示权重比，j表示m段子信号中的第j段子信号。

26、优选的，s5中，融合指标t为：t＝wpeakcpeak+wrmscrms+wcfccf；

27、其中wpeak为峰值peak的权重，cpeak为m段子信号峰值经过极大极小标准化变化后的平均值；wrms为均方根值peak的权重，crms为m段子信号均方根值经过极大极小标准化变化后的平均值；wcf为峰值因子cf的权重，ccf为m段子信号峰值因子经过极大极小标准化变化后的平均值。

28、优选的，将缺油程度划分为3个阶段，分别为正常阶段、缺油阶段和贫油阶段，预设每个阶段的阈值范围，通过t值与阈值范围的比对，判断缺油程度，将不同缺油阶段的风机编号分类储存，并依据不同阶段的风机主轴承缺油程度分别进行保养。

29、一种风电机组主轴承润滑状态监测系统，包括：

30、信号获取模块，用于获取主轴承的振动信号，得到m段子信号，每段子信号含有n个数据点；

31、指标计算模块，用于每段子信号采用三个指标反映设备磨损状况，三个指标分别为：均方根值、峰值和峰值因子；

32、指标变换模块，用于采用极大极小标准化方法对各指标进行变换，使得各指标结果值映射到[0,1]范围内；

33、权重模块，用于利用熵值法确定变换后各指标的权重；

34、融合判断模块，用于通过变换后的各指标及其权重，构造整个m段子信号的融合指标t，t值越大代表磨损程度越大，润滑状态越差，缺油程度越高，t值越小代表磨损程度越小，润滑状态越好，缺油程度越低。

35、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述风电机组主轴承润滑状态监测方法的步骤。

36、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述风电机组主轴承润滑状态监测方法的步骤。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明通过将均方根值、峰值和峰值因子这三个指标综合并构造融合指标(其中均方根值反映了轴承磨损的整体摩擦水平，峰值代表了局部磨损的严重性，而峰值因子则揭示了冲击振动与整体振动的比例，表现了磨损的严重性)，实现主轴承整体磨损的水平、局部磨损的程度以及局部磨损相对于整体磨损的严重性的综合评估，较为全面地衡量轴承的磨损状况，进而有效地判断主轴承缺油情况。

技术特征：

1.一种风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，包括以下过程：

2.根据权利要求1所述的风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，振动信号为四个沿主轴承周向均匀排布的测量点信号，振动信号的监测方向为主轴承的轴向。

3.根据权利要求1所述的风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，s2中，三个指标的计算过程为：

4.根据权利要求1所述的风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，s3具体过程为，采用极大极小标准化方法对各指标进行变换，使得各指标结果值映射到[0,1]范围内，变换过程为：

5.根据权利要求1所述的风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，s4中，确定权重的过程为：

6.根据权利要求1所述的风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，s5中，融合指标t为：t＝wpeakcpeak+wrmscrms+wcfccf；

7.根据权利要求1所述的风电机组主轴承润滑状态监测方法，其特征在于，将缺油程度划分为3个阶段，分别为正常阶段、缺油阶段和贫油阶段，预设每个阶段的阈值范围，通过t值与阈值范围的比对，判断缺油程度，将不同缺油阶段的风机编号分类储存，并依据不同阶段的风机主轴承缺油程度分别进行保养。

8.一种风电机组主轴承润滑状态监测系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述风电机组主轴承润滑状态监测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述风电机组主轴承润滑状态监测方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种风电机组主轴承润滑状态监测方法、系统及设备介质，包括以下过程：S1，获取主轴承的振动信号，得到M段子信号，每段子信号含有N个数据点；S2，每段子信号采用三个指标反映设备磨损状况，三个指标分别为：均方根值、峰值和峰值因子；S3，采用极大极小标准化方法对各指标进行变换，使得各指标结果值映射到[0,1]范围内；S4，利用熵值法确定变换后各指标的权重；S5，通过变换后的各指标及其权重，构造整个M段子信号的融合指标T，T值越大代表磨损程度越大，润滑状态越差，缺油程度越高，T值越小代表磨损程度越小，润滑状态越好，缺油程度越低。能够对主轴承润滑状态进行实时监测判断。

技术研发人员：沙德生,张鑫赟,程施霖,李芊,李晓东,张庆,崔振宇,浦永卿,徐美娇,马斌,赵岩,高开峰,侯文华,李福彬,提威,安留明,梅小明
受保护的技术使用者：华能阜新风力发电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25