一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，屬于風(fēng)機(jī)檢測技術(shù)領(lǐng)域，該裝置通過對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)和電氣參數(shù)的實(shí)時在線采集與分析處理，可實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測與故障報警。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備，主要由葉片、輪轂、主軸、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙和塔筒等部件組成。葉片捕捉風(fēng)能，產(chǎn)生力矩帶動主軸旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為主軸的機(jī)械能，主軸帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子圍繞發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁力線與定子繞組切割，將主軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并網(wǎng)輸出。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障機(jī)理十分復(fù)雜，影響因素眾多，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢修采用定期維修的方式，風(fēng)力發(fā)電機(jī)每運(yùn)行2500h或者5000h進(jìn)行一次例行維護(hù)，這種維護(hù)方式無法全面及時的了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀況，不能對風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障實(shí)時報警，造成事后維修工作耗時長、損失嚴(yán)重。目前針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測裝置大多是針對一個或幾個重要部件的局部檢測，缺少對整機(jī)狀態(tài)的一體化檢測，監(jiān)測裝置在信號采集全面性、數(shù)據(jù)傳輸靈活性和在線分析能力方面明顯不足，給實(shí)際監(jiān)測和檢修工作帶來不便，價格也相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，旨在解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時檢測問題，公開一種同時對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)和電氣參數(shù)三方面采集信號，并通過信號處理分析對風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行在線檢測識別和故障報警的技術(shù)方案。
[0004]本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，其特征在于是一旨在解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時檢測問題，可同時對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)和電氣參數(shù)三方面進(jìn)行信號采集，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行在線檢測識別和故障報警的裝置，該裝置由風(fēng)力發(fā)電機(jī)與信號采集處理兩部分組成，其所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由葉片1、輪轂2、主軸3、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5、發(fā)電機(jī)定子6、塔筒10和機(jī)艙11組成；所述信號采集處理由壓力傳感器4、開停傳感器7、電壓傳感器8、電流傳感器9、溫度傳感器12、速度傳感器13、風(fēng)速風(fēng)向儀14、加速度傳感器15、信號分配電路16、電流轉(zhuǎn)電壓電路17、濾波電路18、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路19、開關(guān)量信號采集電路20、單片機(jī)21、液晶22、接口電路23、GPRS模塊24與上位機(jī)25組成；其中葉片I和輪轂2之間采用螺栓連接，壓力傳感器4用于檢測螺栓連接部位的載荷，加速度傳感器15用于檢測主軸3的振動信號，速度傳感器13用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速，溫度傳感器12用于檢測發(fā)電機(jī)的溫度，電壓傳感器8和電流傳感器9分別用于檢測發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓和電流，風(fēng)速風(fēng)向儀14用于測量風(fēng)向和風(fēng)速，開停傳感器7用于檢測發(fā)電機(jī)的開停狀態(tài)；信號分配電路16將采集到的4-20mA模擬量信號經(jīng)電流轉(zhuǎn)電壓電路17、濾波電路18、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路19轉(zhuǎn)換后接入單片機(jī)21，通過信號分配電路16實(shí)現(xiàn)對多個輸出模擬量信號的循環(huán)采集，信號分配電路16將采集到的開停傳感器7的開停狀態(tài)這一開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量信號采集電路20接入單片機(jī)21，以識別電機(jī)的開停狀態(tài)，模擬量信號及開關(guān)量信號均通過液晶22就地顯示，同時經(jīng)接口電路23以數(shù)據(jù)的形式串行傳輸?shù)紾PRS模塊24，GPRS模塊24通過移動網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)打包發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，監(jiān)控中心的上位機(jī)25在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下接收GPRS模塊24發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。
[0005]本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的在線檢測多局限于單一環(huán)節(jié)檢測的問題。
2、本發(fā)明同時對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)和電氣參數(shù)三方面采集信號，并通過信號處理分析對風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行在線檢測識別和故障報警。
[0006]3、本發(fā)明可同時對模擬量與開關(guān)量兩種信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
【附圖說明】
[0007]圖1風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置示意圖1.葉片2.輪轂3.主軸4.壓力傳感器5.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子6.發(fā)電機(jī)定子7.開停傳感器 8.電壓傳感器 9.電流傳感器 10.塔筒 11.機(jī)艙 12.溫度傳感器13.速度傳感器14.風(fēng)速風(fēng)向儀15.加速度傳感器16.信號分配電路17.電流轉(zhuǎn)電壓電路18.濾波電路19.多通道A/D轉(zhuǎn)換電路20.開關(guān)量信號采集電路21.單片機(jī)22.液晶23.接口電路24.GPRS模塊25.上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施方式1:
下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置做進(jìn)一步的說明。
[0009]按照附圖1在葉片I和輪轂2之間的螺栓連接部位安裝壓力傳感器4，用于檢測螺栓所承受的載荷，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5上安裝速度傳感器13，用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速，在主軸3上安裝加速度傳感器15用于檢測主軸3的振動信號，在發(fā)電機(jī)定子6上安裝電壓傳感器8、電流傳感器9和溫度傳感器12，分別用于檢測發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓、電流和溫度，在風(fēng)速風(fēng)向儀14上安裝風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器，分別用于測量風(fēng)向和風(fēng)速。多參數(shù)測量傳感器的輸出信號分為模擬量信號和開關(guān)量信號兩種，傳感器輸出的模擬量信號與ADC信號標(biāo)準(zhǔn)不一定一致，采集到的4-20mA模擬量信號經(jīng)電流轉(zhuǎn)電壓電路17、濾波電路18、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路19后接入單片機(jī)21，通過信號分配電路16實(shí)現(xiàn)對多個輸出模擬量信號的傳感器的循環(huán)采集，開停傳感器7采集到的開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量信號采集電路20接入單片機(jī)21進(jìn)行處理和整合，從而識別電機(jī)的開停狀態(tài)，模擬量信號及開關(guān)量信號均通過液晶22就地顯示，同時經(jīng)接口電路23以數(shù)據(jù)的形式串行傳輸?shù)紾PRS模塊24，接口電路23用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)21的UART串口和GPRS模塊24的RS232接口之間的電平轉(zhuǎn)換及異步、全雙工通訊，GPRS模塊24通過移動網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)打包發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，監(jiān)控中心的上位機(jī)25在聯(lián)網(wǎng)模式下接收GPRS模塊24發(fā)送來的數(shù)據(jù)，上位機(jī)25以動態(tài)畫面顯示、趨勢曲線分析、故障報警處理、數(shù)據(jù)庫存儲和訪問等形式監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，是一種旨在解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時檢測問題，可同時對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)和電氣參數(shù)三方面進(jìn)行信號采集，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行在線檢測識別和故障報警的裝置，該裝置由風(fēng)力發(fā)電機(jī)與信號采集處理兩部分組成，其所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)部分主要由葉片(I)、輪轂(2)、主軸(3)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(5)、發(fā)電機(jī)定子(6)、塔筒(10)和機(jī)艙(11)組成；其特征在于所述信號采集處理部分由壓力傳感器(4)、開停傳感器(7)、電壓傳感器(8)、電流傳感器(9)、溫度傳感器(12)、速度傳感器(13)、風(fēng)速風(fēng)向儀(14)、加速度傳感器(15)、信號分配電路(16)、電流轉(zhuǎn)電壓電路(17)、濾波電路(18)、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路(19)、開關(guān)量信號采集電路(20)、單片機(jī)(21)、液晶(22)、接口電路(23)、GPRS模塊(24)與上位機(jī)(25)組成；其中葉片(I)和輪轂(2)之間采用螺栓連接，壓力傳感器(4)用于檢測螺栓連接部位的載荷，加速度傳感器(15)用于檢測主軸(3)的振動信號，速度傳感器(13)用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(5)的轉(zhuǎn)速，溫度傳感器(12)用于檢測發(fā)電機(jī)的溫度，電壓傳感器(8)和電流傳感器(9)分別用于檢測發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓和電流，風(fēng)速風(fēng)向儀(14)用于測量風(fēng)向和風(fēng)速，開停傳感器(7)用于檢測發(fā)電機(jī)的開停狀態(tài)；信號分配電路(16)將采集到的4-20mA模擬量信號經(jīng)電流轉(zhuǎn)電壓電路(17)、濾波電路(18)、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路(19)轉(zhuǎn)換后接入單片機(jī)(21)，通過信號分配電路(16)實(shí)現(xiàn)對多個輸出模擬量信號的循環(huán)采集，信號分配電路(16)將采集到的開停傳感器(7 )的開停狀態(tài)這一開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量信號采集電路(20 )接入單片機(jī)(21)，以識別電機(jī)的開停狀態(tài)，模擬量信號及開關(guān)量信號均通過液晶(22)就地顯示，同時經(jīng)接口電路(23)以數(shù)據(jù)的形式串行傳輸?shù)紾PRS模塊(24)，GPRS模塊(24)通過移動網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)打包發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，監(jiān)控中心的上位機(jī)(25)在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下接收GPRS模塊(24)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。
【專利摘要】一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，屬于風(fēng)機(jī)檢測技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于是一種旨在解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時檢測問題，可同時對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)和電氣參數(shù)三方面進(jìn)行信號采集，并通過信號處理分析對風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行在線檢測識別和故障報警的裝置。該裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的在線檢測多局限于單一環(huán)節(jié)檢測的問題，在信號采集兼容性、數(shù)據(jù)通訊靈活性和在線監(jiān)測能力方面具有明顯優(yōu)勢，適用于特殊環(huán)境下風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測，具有可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、價格便宜等的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F03D11/00
【公開號】CN104989602
【申請?zhí)枴緾N201510452008
【發(fā)明人】程珩, 靳寶全, 高妍, 滿兵兵, 王東, 王宇, 喬鐵柱, 張紅娟
【申請人】太原理工大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月28日