一种风电机组叶轮不平衡测试系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电机组叶轮不平衡测试系统，包括传感器、多通道采集仪和上位机，所述传感器通过所述多通道采集仪将采集信号传递给所述上位机；所述传感器包括设置在主轴承上分别沿水平方向、竖直方向和轴向布置的低频加速度传感器，设置在机舱上沿与传动链垂直方向布置的低频加速度传感器，设置在塔筒内壁上沿与传动链平行方向布置的低频加速度传感器，以及用于采集主轴转速的测速传感器。本实用新型测量精度高、误差小、操作使用简便、可靠性高、成本低、可拆卸性好、易于单台机组长时间数据采集。
【专利说明】
一种风电机组叶轮不平衡测试系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种风电机组叶轮不平衡测试系统。 【背景技术】
[0002]风力发电行业发展迅速，风电机组运行时间延长，风电机组关键部件的运行可靠性直接决定风电场的效益。据可靠数据统计，随着机组运行时间的延长或者超寿命运行，机组叶轮系统为直接承受交变风载荷作用的部件，叶片气动不平衡、叶片质量不平衡和主轴承损伤等问题会越来越明显的表现出来，因此非常有必要对机组叶轮系统的运行状态进行健康监测，了解机组叶轮系统的不平衡状态是否在允许范围内，从而提高机组可利用率，减少维护成本。
[0003]对于风电机组叶轮不平衡进行监测分析实质是了解和掌握风电机组关键部件在运行过程中的状态变化，明确关键零部件是否正常运行并及早做出不平衡故障预警，并对叶轮不平衡造成的故障原因、部位和危险程度等进行识别和评价。并针对具体情况做出实施维护决策，延长设备的使用寿命，减少维修时间，提高维修质量，节约维修费用，延长风电机组持续无故障运行时间。
[0004]目前评估风电机组叶轮不平衡的测试方法是直接在叶片上加装应变片来测试叶片的振动状态，该方法较为直接，但是叶片为细长结构，需要在叶片内部粘贴应变片，安装较为困难，而且所需要安装应变片的数量较多;风电机组的叶轮是旋转系统，需要通过无线传输来获取所监测的振动数据，测试系统的费用较为昂贵。
[0005]由此可见，上述现有的风电机组叶轮不平衡测试系统在实际使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种结构简单，安装方便，成本较低，且使用可靠有效的新的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，成为当前业界极需改进的目标。【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种风电机组叶轮不平衡测试系统，使其结构简单，安装方便，成本较低，且使用可靠有效，测量精度高、误差小、易于单台机组长时间数据采集。 从而克服现有的测试系统在叶片内部粘贴应变片安装较为困难，而且所需应变片数量较多，整体费用较为昂贵的不足。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]—种风电机组叶轮不平衡测试系统，包括传感器、多通道采集仪和上位机，所述传感器通过所述多通道采集仪将采集信号传递给所述上位机;所述传感器包括设置在主轴承上分别沿水平方向、竖直方向和轴向布置的低频加速度传感器，设置在机舱上沿与传动链垂直方向布置的低频加速度传感器，设置在塔筒内壁上沿与传动链平行方向布置的低频加速度传感器，以及用于采集主轴转速的测速传感器。
[0009]进一步地，所述传感器包括设置在主轴承上分别沿水平方向、竖直方向和轴向布置的各一个低频加速度传感器，相向设置在机舱上沿与传动链垂直方向布置的一对低频加速度传感器，相向设置在塔筒内壁上沿与传动链平行方向布置的一对低频加速度传感器， 以及用于采集主轴转速的一个测速传感器。
[0010]进一步地，所述测速传感器为光电测速传感器，所述光电测速传感器安装在近主轴处，所述主轴的对应位置上设有与所述光电测速传感器匹配的反光条。
[0011]进一步地，所述光电测速传感器的光电探头距离主轴15cm，所述反光条在主轴上粘贴形状为lcmX lcm〇
[0012]进一步地，所述光电测速传感器通过磁性座安装在近主轴处。
[0013]进一步地，所述低频加速度传感器通过粘结剂安装。
[0014]进一步地，所述多通道采集仪安装在机舱上。
[0015]由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0016]本实用新型测量精度高、误差小、操作使用简便、可靠性高、成本低、可拆卸性好、 易于单台机组长时间数据采集。【附图说明】
[0017]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0018]图1是本实用新型测试系统中的传感器布置图。
[0019]图2是本实用新型测试系统的结构示意图。
[0020]图3是一组数据6个测点时域波形。
[0021]图4是光电测速传感器波形。[〇〇22]图5是一组数据6个测点频谱图。[0023 ]图6是主轴承竖直和水平方向位移轴心轨迹。【具体实施方式】
[0024]本实用新型提供了一种风电机组叶轮不平衡测试系统，包括传感器、多通道采集仪和上位机，所述传感器通过所述多通道采集仪将采集信号传递给所述上位机。其中，所述传感器包括设置在主轴承上分别沿水平方向、竖直方向和轴向布置的低频加速度传感器， 设置在机舱上沿与传动链垂直方向布置的低频加速度传感器，设置在塔筒内壁上沿与传动链平行方向布置的低频加速度传感器，以及用于采集主轴转速的测速传感器。
[0025]请参阅图1所示，风电机组叶轮系统包括叶片、导流罩、轮毂1及其附件等零部件， 叶片和轮毂1通过螺栓联接，轮毂1和主轴2也是通过螺栓联接，叶片和轮毂1的振动会直接传递到主轴2上，主轴承3会最先感知到主轴2的振动能量;机舱4和塔架5能够间接的反映叶轮的不平衡状态。因此本实用新型的测试系统采用测试主轴承3、机舱4和塔架5的振动能量来评价叶轮的平衡状态。
[0026]作为优选的一种具体实施例，如图1中所示，依据风电机组叶轮运行时振动能量的传递来布置低频振动传感器，在主轴承3水平方向、垂直方向和轴向分别布置三个低频振动传感器;在与传动链垂直的机舱4相对两个方向分别布置一个低频振动传感器;在与机组传动链同一条轴线的相对两个方向的塔筒5内壁上分别布置一个低频振动传感器。低频振动传感器可应用粘结剂直接安装。
[0027]用于采集主轴2转速的测速传感器可以选择光电测速传感器。如图1中所示，应用磁性座将光电测速传感器布置在主轴2附近，优选地，光电测速传感器的光电探头距离主轴 2约15cm，在主轴2上粘贴形状为lcmX lcm的反光条6,使主轴2每旋转一圈，反光条6均能经过一次光电传感器的光电探头，光电测速传感器扫描记录一次。
[0028]请配合参阅图2所示，将上述传感器的接头与多通道采集仪连接，多通道采集仪将传感器的采集信号传递给上位机。上位机可接收、存储数据，或者进一步通过相关测试软件，对采集到的振动数据进行分析，评判叶轮的不平衡状态。
[0029]具体地，本实用新型的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，实际应用时，可按照以下流程进行安装与测试:
[0030](1)准备测试设备和被测设备[0031 ]按照各设备技术指标准备试验所需仪器，将运行的风电机组停机。[〇〇32](2)测点传感器布置
[0033] 按照图1所示布置所述传感器。图1中，光电测速传感器标为1#，主轴承3垂直方向传感器标为2#，主轴承3水平方向传感器标为3#，主轴承3轴向传感器标为4#，叶轮下面塔筒 5内壁传感器标为5#，机舱下面塔筒5内壁传感器标为6#，机舱4左侧传感器为7#，机舱4右侧传感器为8#。[〇〇34](3)传感器和设备连接[〇〇35]按照传感器的布置，将8个传感器分别安装好，并将传感器另一端接头均引到机舱 4上面并连接到多通道采集仪的1#至8#插口上。多通道采集仪的输出端与上位机连接。
[0036]打开多通道采集仪电源，进行采集仪和传感器调试，调试结束后可开始进行测试。
[0037]以下以利用本实用新型的测试系统采集风电机组叶轮在全工况下的振动数据为示例，对分析振动数据，评判叶轮的不平衡状态的具体测试流程介绍如下:[〇〇38]首先，对测试参数进行设定。示例性地，将采样频率设置为512Hz，采集时间为 3500s，一共采集165组数据。光电传感器单位设置为mV，低频加速度传感器单位设置为g。
[0039]然后，开启多通道采集仪，利用上位机中的测试软件，对8个传感器进行标定，标定值作为各个传感器的灵敏度，采集全工况叶轮振动数据，一共采集165组数据。
[0040]最后对测试数据进行分析。示例性地，选择一组测试数据的前六个测点进行分析， 其时域波形如图3所示，可以明显看出，主轴承垂直和水平方向存在明显冲击成分。
[0041]将光电测速传感器1#(测点1)的图形进行放大，如图4所示，可知主轴转动频率为 0.297Hz。[〇〇42] 将低频加速度传感器2#至6#(测点2至测点6)的加速度进行傅里叶变化，得到频谱如图5所示。叶轮不平衡识别特征是振动信号波形类似于正弦波，频谱能量主要集中于基频且振幅较大，谐波振幅较小。图5所示频谱中的频率成分主要集中在160Hz附近，说明主轴承振动能量在基频处没有聚集。
[0043]如图6所示，将主轴承水平和垂直方向进行轴心轨迹分析，可见一倍频轴心轨迹是一个类似于椭圆的形状，没有明显叶轮不平衡量引起的振动异常状况。
[0044]因此，综上所述，本例中该风电机组叶轮不平衡量不影响机组正常运行。
[0045]由于采用了以上技术方案，本实用新型的风电机组叶轮不平衡测试系统，测量精度高、误差小、操作使用简便、可靠性高、成本低、可拆卸性好、易于单台机组长时间数据采集。应用该系统进行风机实际测试时，能够较好的监测风电机组叶轮的运行状态，也可以通过对叶轮测试数据分析的结果，评判风电机组叶轮不平衡状态，指导现场维护维修。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，包括传感器、多通道采集仪和上位 机，所述传感器通过所述多通道采集仪将采集信号传递给所述上位机；所述传感器包括设置在主轴承上分别沿水平方向、竖直方向和轴向布置的低频加速度 传感器，设置在机舱上沿与传动链垂直方向布置的低频加速度传感器，设置在塔筒内壁上 沿与传动链平行方向布置的低频加速度传感器，以及用于采集主轴转速的测速传感器。2.根据权利要求1所述的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，所述传感器 包括设置在主轴承上分别沿水平方向、竖直方向和轴向布置的各一个低频加速度传感器， 相向设置在机舱上沿与传动链垂直方向布置的一对低频加速度传感器，相向设置在塔筒内 壁上沿与传动链平行方向布置的一对低频加速度传感器，以及用于采集主轴转速的一个测 速传感器。3.根据权利要求1或2所述的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，所述测 速传感器为光电测速传感器，所述光电测速传感器安装在近主轴处，所述主轴的对应位置 上设有与所述光电测速传感器匹配的反光条。4.根据权利要求3所述的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，所述光电测 速传感器的光电探头距离主轴15cm，所述反光条在主轴上粘贴形状为lcm X lcm〇5.根据权利要求3所述的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，所述光电测 速传感器通过磁性座安装在近主轴处。6.根据权利要求1所述的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，所述低频加 速度传感器通过粘结剂安装。7.根据权利要求1所述的一种风电机组叶轮不平衡测试系统，其特征在于，所述多通道 采集仪安装在机舱上。
【文档编号】F03D17/00GK205669464SQ201620491185
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】丁显, 柳亦冰, 滕伟
【申请人】华北电力大学