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風(fēng)力發(fā)電機組傳動鏈系統(tǒng)扭振狀態(tài)的監(jiān)測方法_2

文檔序號:9644817閱讀:來源:國知局
障保護錄播。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施對本發(fā)明做進一步的描述。
[0026]圖1是某機組運行中出現(xiàn)機組扭振時的錄播數(shù)據(jù),其中橫坐標(biāo)是時間軸,單位為ms ;縱坐標(biāo)有三個坐標(biāo)系,其中yAxis是發(fā)電機原始轉(zhuǎn)速坐標(biāo)系、yAxisl是電機原始轉(zhuǎn)速中提取的傳動鏈振動頻率分量坐標(biāo)系,yAxis2是轉(zhuǎn)矩坐標(biāo)系。圖中曲線一是發(fā)電機原始轉(zhuǎn)速,曲線二是電機原始轉(zhuǎn)速中提取傳動鏈振動頻率的分量,曲線三、曲線四分別是給定轉(zhuǎn)矩和變流器反饋轉(zhuǎn)矩。
[0027]在時刻A之前,電機轉(zhuǎn)速波動很小,而時刻A之后,隨著實際轉(zhuǎn)矩的波動,機組扭振幅度開始逐漸加大,測量到的發(fā)電機轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)發(fā)散趨勢,若不監(jiān)測保護,將影響機組安全。
[0028]如圖2所示,本方法首先將原始轉(zhuǎn)速分別通過兩個不同濾波時間的一階低通濾波器并對結(jié)果相減,進而去除原始轉(zhuǎn)速的直流分量,保留交流信號。其次通過陷波濾波器將電機轉(zhuǎn)速交流信號中的傳動鏈振動頻率分量提取出來,得到圖1中曲線二。其中一階低通濾波器和陷波濾波器的特性參見圖3和圖4。最后采用本方法步驟3對提取信號進行監(jiān)測。具體設(shè)置如下:一般建議波動閾值放到額定轉(zhuǎn)速的0.8-1 %,參數(shù)t在20-25個扭振周期,η為4-8次。實例機組的額定轉(zhuǎn)速為1200rpm,傳動鏈振動頻率約1.86Hz,因此扭振轉(zhuǎn)速閾值設(shè)定為lOrpm,參數(shù)t為15秒,η為4次。
[0029]圖5是本方法步驟3的狀態(tài)區(qū)域跳轉(zhuǎn)圖,結(jié)合圖6說明具體實現(xiàn),圖6中曲線是提取的電機轉(zhuǎn)速交流分量中傳動鏈振動頻率分量,橫坐標(biāo)是時間軸,單位ms,縱坐標(biāo)單位為rpm0起初,提取信號在區(qū)域一,持續(xù)檢測信號大小,不斷清零計時器和計數(shù)器。在A時刻,提取信號幅值大于正閾值lOrpm,則進入?yún)^(qū)域二,啟動計時器,并對計數(shù)器加一。隨后在B點提取信號變?yōu)樨?,進入?yún)^(qū)域四.在C點隨著提取信號小于負閾值-lOrpm,進入?yún)^(qū)域六,計數(shù)器加一。D時刻,提取信號為正后,從區(qū)域六進入五,接下來,提取信號在區(qū)域四和五之間反復(fù),直到E時刻,提取信號再次小于負閾值-lOrpm,進入?yún)^(qū)域六,計數(shù)器再次加一,之后提取信號大于0后又進入?yún)^(qū)域五,終于在F時刻,提取信號因大于正閾值lOrpm進入?yún)^(qū)域七,計數(shù)器加一達到4次。觸發(fā)機組扭振保護并執(zhí)行停機邏輯。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機組傳動鏈系統(tǒng)扭振狀態(tài)的監(jiān)測方法,其特征在于,所述的監(jiān)測方法將傳動鏈振動狀態(tài)量化到電機轉(zhuǎn)速波動,通過提取發(fā)電機原始轉(zhuǎn)速,剔除干擾以及與傳動鏈振動相關(guān)性小的信號,保留電機轉(zhuǎn)速中表征傳動鏈振動狀態(tài)的關(guān)鍵成分,并對電機轉(zhuǎn)速信號提取量進行監(jiān)測; 所述的監(jiān)測方法包括以下步驟: (1)采集發(fā)電機原始轉(zhuǎn)速,并分別通過兩個不同濾波時間的一階低通濾波器,對兩個濾波結(jié)果做差,進而去除原始轉(zhuǎn)速的直流分量,保留交流信號;所述一階低通濾波器的傳遞函數(shù)為:G(s) = 1/(s+Τ), 傳遞函數(shù)采用拉普拉斯變換的s函數(shù)表示,其中s為函數(shù)自變量,T為一階濾波時間系數(shù); (2)對步驟(1)提取的交流信號進行陷波過濾,濾波后的結(jié)果再與步驟(1)提取的交流信號相減,進而提取出原始電機轉(zhuǎn)速中傳動鏈振動頻率的波動信號;其中陷波濾波器的傳遞函數(shù)為:G(s) = (s2+o2)/(s2+2 ξ ω s+ ω2), 傳遞函數(shù)采用拉普拉斯變換的s函數(shù)表示,其中s為函數(shù)自變量,ω為頻率系數(shù),表示陷波的中心頻率,ξ為阻尼系數(shù),影響陷波中心頻率信號衰減的幅度; (3)對步驟(2)提取的原始電機轉(zhuǎn)速中傳動鏈振動頻率的波動信號進行監(jiān)測;當(dāng)一定時間內(nèi)該波動信號超過閾值的振蕩次數(shù)達到保護值,則觸發(fā)機組保護,避免機組運行在傳動鏈系統(tǒng)扭振狀態(tài)。2.按照權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機組傳動鏈系統(tǒng)扭振狀態(tài)的監(jiān)測方法,其特征在于,所述的步驟(3)中,監(jiān)測原始電機轉(zhuǎn)速中傳動鏈振動頻率的波動信號的方法如下: 將所述步驟(2)提取的傳動鏈振動頻率的波動信號劃分為七個區(qū)域;計時器未啟動時,提取信號在區(qū)域一,此時持續(xù)檢測波動信號的大小,不斷清零計時器和計數(shù)器;但當(dāng)提取的波動信號大于正閾值時,進入?yún)^(qū)域二,當(dāng)波動信號剛跳入?yún)^(qū)域二時啟動計時器,并對計數(shù)器加一;當(dāng)提取的波動信號小于負閾值時,進入?yún)^(qū)域三;當(dāng)波動信號剛跳入?yún)^(qū)域三時,啟動計時器,并對計數(shù)器加一;在區(qū)域二時,當(dāng)提取的波動信號小于零,進入?yún)^(qū)域四;而在區(qū)域三時,當(dāng)提取的波動信號大于零,則跳進區(qū)域五;在區(qū)域四時,當(dāng)提取的波動信號小于負閾值,進入?yún)^(qū)域六,當(dāng)波動信號剛跳入?yún)^(qū)域六時,計數(shù)器加一;在區(qū)域五時,當(dāng)提取的波動信號大于正閾值進入?yún)^(qū)域七,當(dāng)波動信號剛跳入?yún)^(qū)域五時計數(shù)器加一; 在非區(qū)域一時,當(dāng)計時器到達時間t時,則調(diào)回區(qū)域一,而計數(shù)器值達到保護值η時,則對機組扭振狀態(tài)標(biāo)志置位并執(zhí)行相應(yīng)停機邏輯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機組傳動鏈系統(tǒng)扭振狀態(tài)的監(jiān)測方法,其特征在于傳動鏈振動頻率不限于帶齒輪箱機組的一階固有頻率,還包括塔筒左右方向的二階固有頻率,或葉片面內(nèi)的三階固有頻率;特殊的,包括在現(xiàn)場實測中發(fā)現(xiàn)的機組傳動鏈上的特征頻率。
【專利摘要】一種風(fēng)力發(fā)電機組傳動鏈系統(tǒng)扭振狀態(tài)的監(jiān)測方法,其特征在于,所述的監(jiān)測方法將傳動鏈振動狀態(tài)量化到電機轉(zhuǎn)速波動,通過提取發(fā)電機原始轉(zhuǎn)速,剔除干擾以及與傳動鏈振動相關(guān)性小的信號,保留電機轉(zhuǎn)速中表征傳動鏈振動狀態(tài)的關(guān)鍵成分,并對電機轉(zhuǎn)速信號提取量進行監(jiān)測。
【IPC分類】G01H17/00, G01M13/02
【公開號】CN105403402
【申請?zhí)枴緾N201510772317
【發(fā)明人】蔣偉, 張雷, 徐浩, 閆素芳, 王浩, 仲德雙, 馮成, 王洪彬
【申請人】科諾偉業(yè)風(fēng)能設(shè)備(北京)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月12日
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