专利名称：一种风电机组变桨轴承振动检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于可再生能源设备故障监测与诊断领域，具体涉及一种风电机组变桨轴承振动检测装置，具体是涉及一种监测风电机组变桨轴承实际运行状态，并获取其振动信号的检测装置。
背景技术：
风电作为可再生绿色环保型清洁能源，是改善能源结构、应对气候变化和能源安全问题的主要替代能源之一。我国对风力发电产业十分重视，自2004年起风电装机容量连续5年增长100%，已进入了规模化发展的阶段。但风电设备设计制造监测技术与发达国家相比还有很大的差距，变桨轴承是在可靠性较低的轴承上增加了受低速重载和冲击载荷的齿圈，成为风电机组中故障率最高的机械部件之一，并且故障维修周期长、费用高，严重影 响风力发电的经济性、可靠性和安全性。故障诊断的目标是尽可能早地发现和识别故障，进行精确的故障定位，并给出故障发展趋势，为合理维护维修提供技术支持，其主要依据即实时振动监测所得数据和分析技术。变桨轴承故障将造成振动状态发生变化，通过实时监测分析振动信号就可能发现和识别故障。国内由于风电设备设计、制造等起步较晚，变桨轴承直到近几年国产化，故其振动监测和故障诊断技术相对滞后。对于普通转盘轴承一般采用经典信号分析方法，根据其运行过程中振动信号的产生机理，利用时域平均技术、频谱分析、倒频谱分析和解调技术等提取反映轴承故障的特征信息，有较好效果，但由于变桨轴承自身特点，将普通转盘轴承检测方法直接应用上有一定局限性。变桨轴承与其他转盘轴承相比具有以下特点I)频繁变载荷，风轮旋转、运行条件、风力变化等造成载荷频繁变化，特别是遭遇极端天气时变化更快更大；2)工作条件差，长期工作在野外，温度、湿度变化大且润滑条件不利；3)结构空间受限，受机组布局等条件限制，轴承需要根据叶片和轮毂的设计要求，设计结构空间有限；4)维修维护困难，其工作高度一般在70米以上，拆装、维修极其不便。

实用新型内容本实用新型的目的是针对变桨轴承与普通转盘轴承相比具有工作条件差，频繁变载荷，结构空间受限和维修维护困难的特点，因此采用普通的振动传感器实时监测变桨轴承的运行情况有一定的局限性的不足而提供一种风电机组变桨轴承振动检测装置，其特征在于，风轮轮毂和风轮叶片通过变桨轴承相连，在变桨轴承的外圈上呈120度均布3个振动传感器，振动传感器接到数据采集模块；数据采集模块与计算机无线连接。所述变桨轴承为在外圈和内圈之间放置保持架，在保持架圆周上镶嵌一排或两排滚动体。所述镶嵌滚动体的排数随风电机组功率不同而有所变化。实用新型的有益效果是本实用新型通过振动传感器实时监测变桨轴承的工作状态，获取的信息既可以为正常运行状态提供参考，也能及时发现轴承的非正常状态并提示维修，以免造成更大的损坏。本装置振动传感器在变桨轴承外圈的分布位置可随测试需要做相应调整，具有安装简单、测试方便、获取数据及时准确等优点，利用所采集的数据为实际风电机组变桨轴承的测试分析与故障诊断提供重要依据。

图I是本振动测试装置的部件组成及硬件示意图；图2是图I中变桨轴承内部结构具体实施方式
以下结合附图和实施工作流程对本实用新型进行详细说明。本实用新型为一种风电机组变桨轴承振动检测装置，部件组成与齿轮箱内部结构如图I、图2所示，图I中，风轮轮毂101和风轮叶片102通过变桨轴承103相连，变桨轴承103的外圈202上呈120度均布3个振动传感器104，振动传感器在变桨轴承外圈202的分布位置可随测试需要做相应调整；振动传感器104实时采集的振动信号输入到数据采集模块105 ;由数据采集模块105负责采集并进行前处理放大、抗混叠滤波等过程，最终转换为可处理的离散数字信号，输入到计算机106进行分析。注这套装置均应在轮毂101的内部，为方便展示而绘制在外部。如图2所示，在外圈201和内圈202之间放置保持架204，在保持架204圆周上镶嵌一排或两排滚动体203。滚动体203可能有一排，也可能有两排，镶嵌滚动体203的排数随风电机组功率不同而有所变。实施例I如图I所示，在本装置安装、调试等工作完成后，认为变桨轴承(滚动体、保持架、外圈、内圈)无故障，在叶片重力、离心力、风力及变桨动载荷作用下处于良好运行状态，其滚动所产生的振动信号传递至轴承外圈201，由固定轴承103上的3个振动传感器104拾取数据，并将传递给数据采集模块105进行前置放大、抗混叠滤波等处理，最终输入到计算机106，分析各种工况下变桨轴承正常运行时的振动信号特征，作为标准样本。随着时间运行按一定时间规律提取数据采集模块105所得信号进行分析，并与标准样本进行对比，比较无故障信号与带故障信号的振动特点，总结各种故障的信号特征，为进一步进行实际风电齿轮箱的故障诊断提供参考。以便及时发现变桨轴承故障，并为其故障诊断提供重要依据，具有较高实际应用价值。
权利要求1.一种风电机组变桨轴承振动检测装置，其特征在于，风轮轮毂和风轮叶片通过变桨轴承相连，在变桨轴承的外圈上呈120度均布3个振动传感器，振动传感器接到数据采集模块；数据采集模块与计算机无线连接。
2.根据权利要求I所述风电机组变桨轴承振动检测装置，其特征在于，所述变桨轴承为在外圈和内圈之间放置保持架，在保持架圆周上镶嵌一排或两排滚动体。
3.根据权利要求2所述风电机组变桨轴承振动检测装置，其特征在于所述镶嵌滚动体的排数随风电机组功率不同而有所变化。
专利摘要本实用新型公开了属于可再生能源设备故障监测与诊断领域的一种风电机组变桨轴承振动检测装置。具体是涉及一种监测风电机组变桨轴承实际运行状态，并获取其振动信号的检测装置。该装置为风轮轮毂和风轮叶片通过变桨轴承相连，在变桨轴承的外圈上呈120度均布3个振动传感器，振动传感器接到数据采集模块；数据采集模块与计算机无线连接。本装置振动传感器在变桨轴承外圈的分布位置可随测试需要做相应调整，具有安装简单、测试方便、获取数据及时准确等优点，利用所采集的数据为实际风电机组变桨轴承的测试分析与故障诊断提供重要依据。
文档编号G01M13/04GK202547923SQ20112052065
公开日2012年11月21日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者刘衍平, 滕伟, 高青风 申请人:华北电力大学