[實用新型]基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置

有效

• 申請號: 201320396979.X
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN203337381U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張波;蘇萌;包大恩;余忠源;王棟;張林
• 申請（專利權）人: 中能電力科技開發有限公司
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01M15/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術領域

本實用新型涉及一種基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置。

背景技術

近年來，隨著我國能源的持續緊缺及生態環境的日益惡化，風能作為最有開發利用前景和技術最成熟的一種可再生的清潔能源,越來越受到重視。我國的風能資源非常豐富，風電技術也日趨成熟，風力發電的發展非常迅速。風電機組的故障很大一部分是由齒輪箱和主軸產生的。在大多數情況下，齒輪箱與主軸隨運行時間緩慢功能退化。在這個過程中，其齒輪箱與主軸會產生振動及運轉信號，若準確采集到上述振動及運轉信號，為早期發現并跟蹤風電機組故障，降低重大事故風險率，節省運行維護費用，提高設備利用率提供良好基礎。

實用新型內容

本實用新型提供一種基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置，通過對包括齒輪箱的振動及轉速信號的采錄，為提高設備利用率提供良好基礎。

所述基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置包括：

振動傳感器，用于檢測齒輪箱的振動位移，對應輸出電壓信號；

模擬信號平移單元，與振動傳感器連接，用于將上述電壓信號進行線性平移處理；

模數轉換單元，與所述模擬信號平移單元連接；

轉速傳感器，用于檢測齒輪箱轉速，轉換為脈沖信號輸出；

轉速變送單元，與轉速傳感器連接，用于將脈沖信號進行隔離，轉換為方波輸出；

中央處理單元，分別與所述模數轉換單元和轉速變送單元連接，用于對所接收的信號進行打包處理；

I2C錄波單元，與中央處理單元連接，用于將中央處理單元所打包輸出的信號進行記錄。

由上，通過對包括齒輪箱的振動及轉速信號的采錄，為提高設備利用率提供良好基礎。

可選的，所述模擬信號平移單元包括依次連接的型號為AD620的儀表放大器和型號為OP07的運算放大器。

可選的，所述模數轉換單元為包括型號為MAX125芯片的電路。

可選的，所述中央處理單元為包括型號為S3C44B0X芯片的電路。

可選的，還包括:通信單元，與所述中央處理單元連接，用于將所接收的中央處理單元所輸出的信號進行編碼處理后上傳輸出。

所述通信單元包括以下之一：RS485串口通信電路、HOMBUS通信模塊、CANBUS通信模塊、WIFI通信模塊和WIFI?DIRECT通信模塊。

由上，實現通過不同的通信協議與上位機通信，提高與上位機通信的兼容性。

附圖說明

圖1為基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置的原理示意圖；

圖2為模擬信號平移單元的電路原理圖；

圖3為中央處理單元的電路原理圖；

圖4為I2C錄波單元的電路原理圖；

圖5為通信單元的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本實用新型基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置的實施例進行詳細描述。

如圖1所示的基于I2C總線的風電機組齒輪箱運行數據采錄裝置的原理示意圖，包括依次連接的振動傳感器11和模擬信號平移單元12；依次連接的轉速傳感器13和轉速變送單元14；分別與模擬信號平移單元12和轉速變送單元14相連接的中央處理單元20，以及分別與中央處理單元20連接的I2C錄波單元30和通信單元40。

其中，所述振動傳感器11用于檢測齒輪箱的振動位移，并對應輸出0～5V電壓信號。所述振動傳感器11至少包括4個，分別設置于齒輪箱的行星架、行星輪、太陽輪和外齒圈處。

模擬信號平移單元12與上述振動傳感器11連接，用于進行模擬電壓的線性平移，將5V電壓轉換為3.3V電壓。相應的，所述模擬信號平移單元12的數量與振動傳感器11匹配，電路原理相同，顧以如圖2所示的一路電路為例進行說明，模擬信號平移單元12的功能通過依次連接的型號為AD620的儀表放大器和型號為OP07的運算放大器實現。

還包括模數轉換單元（未圖示），與模擬信號平移單元12連接，用于將所述模擬電壓轉換為數字信號。所述模數轉換單元的功能可通過包括型號為MAX125芯片的電路實現。

轉速傳感器13用于檢測齒輪箱的行星架、行星輪、太陽輪和外齒圈的轉速，轉換為脈沖信號輸出。

轉速變送單元14與轉速傳感器13連接，用于將脈沖信號進行隔離，轉換為方波輸出。