專利名稱：一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量領域，特別涉及一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置。
背景技術：
風力發電技術是新興的新能源發電技術，在全世界都有廣泛的應用。隨著風電機組單機容量的不斷擴大以及大規模風電場的投入運行，機組的故障診斷與預警是風電場安全運行的重要保障。齒輪箱是風力發電機組變速、能量傳遞的關鍵部件，其運行的穩定性會影響到整機性能，是故障發生率最高的部件，惡劣環境下，更換率有時甚至會達到80%以上。為提高齒輪箱運行的可靠性，監測其運行狀態，實現故障的早期診斷及預警十分重要。目前國內風電場安裝的風電機組大部分為國產風機，但安裝風機狀態監測與故障診斷系統的風電場只有極少部分，而且其中大部分采用的是國外風機的配套產品，不但價格昂貴，而且與國產風電機組不匹配，使得功能和性能都不能滿足要求。又由于風力機齒輪箱長期工作在復雜的變載荷工況下，其振動具有非平穩性等特點，因此傳統的頻譜無法有效的對其進行故障診斷。
實用新型內容為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置。本實用新型采用如下技術方案:一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，包括依次連接的數據采集模塊、數據處理模塊和數據顯示模塊，所述數據采集模塊位于塔頂，所述數據顯示模塊位于塔底。所述數據采集模塊包括依次連接的振動傳感器、數據采集卡。所述振動傳感器為2個，分別安裝在風機塔頂齒輪箱箱體的上表面和側面，用于米集齒輪箱水平方向和垂直方向的振動信號。所述數據顯示模塊具體為PC機。所述數據處理模塊與數據顯示模塊具體通過以太網線連接。 所述數據處理模塊具體為工控機處理器。所述數據處理模塊采用如下步驟對齒輪箱的故障進行診斷；SI接收齒輪箱水平振動方向和垂直振動方向的振動信號；S2對信號進行FFT，得到其功率率譜波形；S3對信號進行小波分析，得到其頻譜波形S4對信號小波包分析得到各頻率段的頻譜波形；S5求取頻譜波形的均方差，得到故障特征量；S6對故障特征量進行歸一化處理，得到最終故障特征量；S7把故障特征量作為神經網絡的輸入樣本，識別故障；S8再綜合比較S3、S4、S5的處理結果，最終確定故障類型。[0021]本實用新型的有益效果:(I)本實用新型綜合了多種時頻處理方法對采集的數據進行了分析，能夠獲得更為有效的特征量；(2)本實用新型數據采集實時性好、精度高，診斷結果更全面。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，包括依次連接的數據采集模塊、數據處理模塊和數據顯示模塊，所述數據采集模塊位于塔頂機艙，所述數據顯示模塊位于塔底。所述數據采集模塊包括依次連接的振動傳感器、數據采集卡，所述振動傳感器可以采用壓電式振動傳感器，數據采集卡可以采用PCI接口的數據采集卡。所述壓電式加速度振動傳感器為2個，分別安裝在風機塔頂齒輪箱箱體的上表面和側面，所述振動傳感器分別采集齒輪箱水平方向和垂直方向的振動信號，并傳輸給數據采集卡，數據采集卡將振動傳感器輸出的模型信號轉換成數字信號發送給數據處理模塊。所述數據顯示模塊具體為PC機。所述數據處理模塊與數據顯示模塊具體通過以太網線連接。所述數據處理模塊具體為工控機處理器，可以采用研華IPC610H工控機。如圖2所示，數據處理模塊采用如下步驟對齒輪箱的故障進行診斷；SI接收齒輪箱水平振動方向和垂直振動方向的振動信號；S2對信號進行FFT，得到其功率譜波形；S3對信號進行小波分析，得到其頻譜波形；S4對信號小波包分析得到各頻率段的頻譜波形；S5求取頻譜波形的均方差，得到故障特征量；S6對故障特征量進行歸一化處理，得到最終故障特征量；S7把故障特征量作為神經網絡的輸入樣本，識別故障；S8再綜合比較S3、S4、S5處理結果，最終確定故障類型。數據處理模塊將處理后的數據通過以太網發送給數據顯示模塊進行顯示，所述數據顯示模塊為風機塔底PC機，負責顯示保存原始數據和處理后的數據，以方便風電場工作人員不用爬上塔頂就能實時查看各種原始數據和處理后的數據。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，其特征在于，包括依次連接的數據采集模塊、數據處理模塊和數據顯示模塊，所述數據采集模塊位于塔頂，所述數據顯示模塊位于塔底
2.根據權利要求1所述的一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，其特征在于，所述數據采集模塊包括依次連接的振動傳感器、數據采集卡。
3.根據權利要求2所述的一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，其特征在于，所述振動傳感器為2個，分別安裝在風機塔頂齒輪箱箱體的上表面和側面。
4.根據權利要求1所述的一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，其特征在于，所述數據顯示模塊具體為PC機。
5.根據權利要求1所述的一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，其特征在于，所述數據處理模塊與數據顯示模塊具體通過以太網線連接。
6.根據權利要求1所述的一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，其特征在于，所述數據處理模塊具體為工控機處理器。
專利摘要本實用新型公開了一種風電機組齒輪箱在線故障診斷裝置，用于監測風電機組齒輪箱狀態與診斷其故障，包括依次連接的數據采集模塊、數據處理模塊和數據顯示模塊，所述數據采集模塊位于塔頂機艙，所述數據顯示模塊位于塔底，所述數據處理模塊用于分析采集的振動信號來診斷齒輪箱的故障；數據顯示模塊用于顯示采集的數據和診斷結果，本實用新型數據采集實時性好、精度高，數據處理綜合了多種時頻處理方法，診斷結果全面。
文檔編號G01M13/02GK203163988SQ20132015024
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者曾君, 劉俊, 楊俊華, 楊金明 申請人:華南理工大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
