[發明專利]一種風力發電機組主傳動系統故障診斷模擬裝置

有效

• 申請號: 201310223398.0
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103278324A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 沈意平;米軒成;李學軍;蔣勉;王廣斌;戴巨川
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及風力發電機組的故障診斷技術領域，更具體地說，涉及一種風力發電機組主傳動系統故障診斷模擬裝置。

背景技術

風力發電機組的傳動系統主要由風輪、主軸、高速軸、齒輪箱、聯軸器和發電機等組成。風力發電機組在運行過程中受各種因素的影響會出現各種各樣的故障，尤其是傳動系統各部件在工作中受力復雜，出現故障的幾率較高。傳動系統部件風輪常見的故障有：風輪表面砂眼、自然開裂、折斷等；齒輪箱常見故障有：輪齒損傷、齒面疲勞、齒面膠合、斷齒等；主軸常見故障有：裂紋、變形、磨損等。只有正確的分析故障原因，才能快速、準確地排除故障。機械設備故障診斷的方法多種多樣，按檢測手段分振動、噪聲、聲發射等，按診斷方法原理分頻域、時域、統計、信息理論、模式識別以及人工智能等，振動分析法是機械設備故障診斷最常用的方法之一。

風力發電機組在實際運行過程中承受著復雜的交變載荷，包括徑向載荷、軸向載荷、彎矩及扭矩等。目前，現有的故障診斷模擬裝置包括變頻電機、平行軸減速機、行星齒輪增速機和磁粉制動器，變頻電機通過聯軸器與平行軸減速機連接，平行軸減速機通過聯軸器與行星齒輪增速機連接，行星齒輪增速機通過聯軸器與磁粉制動器連接，實現風力發電機組運行，采集正常及故障狀態下的數據比對建立適當模型。但現有的裝置沒有考慮主軸承受復雜載荷對故障特征的影響，忽略了主軸轉動對典型故障件的振動特征的影響，不能真實地模擬主傳動系統的運行狀態。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種風力發電機組主傳動系統故障診斷模擬裝置，以實現模擬風力發電機組在復雜工況下的運行狀態，從而實現對風力發電機組主傳動系統進行故障診斷。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種風力發電機組主傳動系統故障診斷模擬裝置，包括:?動力源系統、模擬載荷系統、模擬主軸系統、增速系統、發電蓄電系統和故障測試系統；其中：

所述動力源系統和模擬載荷系統分別與所述模擬主軸系統連接；

所述模擬主軸系統分別與所述故障測試系統和增速系統連接；

所述增速系統與所述發電蓄電系統連接。

優選地，所述動力源系統包括：第一變頻器、原動機和減速機；其中：

所述第一變頻器與所述原動機連接；

所述原動機與所述減速機連接。

優選地，所述模擬載荷系統包括：油箱、油泵、控制單元、第一液壓缸和第二液壓缸；其中：

所述油泵置于所述油箱中，并與所述控制單元連接；

所述控制單元分別與所述第一液壓缸和第二液壓缸連接。

優選地，所述模擬主軸系統包括：模擬主軸、模擬葉片裝置、第一滾子軸承和第二滾子軸承；其中：

所述模擬葉片裝置通過第一金屬聯軸器與所述減速機連接；

所述模擬主軸的前端通過所述第一滾子軸承與所述模擬葉片裝置連接，后端與所述第二滾子軸承連接；

所述第一滾子軸承的內圈與所述模擬主軸固定相連；

所述第二滾子軸承固定在工作平臺上。

優選地，所述增速系統包括：第二金屬聯軸器和增速機；其中：

所述增速機通過所述第二金屬聯軸器與所述第二滾子軸承連接；

所述增速機固定在工作平臺上。

優選地，所述發電蓄電系統包括：發電機、第二變頻器和蓄電池；其中：

所述發電機的前端與所述增速機連接，后端與所述第二變頻器連接；

所述第二變頻器與所述蓄電池連接；

所述蓄電池固定在工作平臺上。

優選地，所述故障測試系統包括：第一轉矩轉速傳感器、第一振動傳感器、第二振動傳感器、第二轉矩轉速傳感器、第三振動傳感器、第四振動傳感器和計算機；其中：

所述第一轉矩轉速傳感器布置于所述原動機和減速機之間；

所述第一振動傳感器布置于所述減速機上；

所述第二振動傳感器和所述第二轉矩轉速傳感器分別布置于所述模擬主軸上；

所述第三振動傳感器布置于所述第二滾子軸承上；

所述第四振動傳感器布置于所述增速機上；

所述第一轉矩轉速傳感器、第一振動傳感器、第二振動傳感器、第二轉矩轉速傳感器、第三振動傳感器和第四振動傳感器分別與所述計算機連接。

優選地，所述模擬主軸為無故障主軸或故障主軸。

優選地，所述第一金屬聯軸器為膜片聯軸器；

所述第一滾子軸承為雙排調心球面滾子軸承；

所述第二滾子軸承為短圓柱滾子軸承。