[發明專利]風力發電裝置的狀態監視裝置

有效

• 申請號: 201480048685.5
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN105518295B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 坂口智也
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;G01M5/00;G01M7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

頻率分析單元(120，122)配置成對各振動傳感器(70，72)檢測的振動執行頻率分析。固有頻率檢測單元(130)基于頻率分析結果來檢測風力渦輪機的與機艙的方向相應的固有頻率。改變比率計算單元(150)計算固有頻率檢測單元(130)檢測的固有頻率降低率。如果改變比率計算單元(150)計算出的固有平率降低率超出閾值，異常檢測單元(160)確定風力渦輪機存在異常。

技術領域

本發明涉及風力渦輪機的狀態監測裝置，尤其涉及具有旋轉支承于支承件的機艙的風力渦輪機的狀態監測裝置。

背景技術

風力渦輪機作為環保發電設備受到關注。在風力渦輪機中，葉片和機艙安裝于支承件上的高海拔處(例如，距離地面數十米)，其中葉片將風力轉換成旋轉力，機艙容納有用于將旋轉力轉換為電力的轉換器(齒輪箱和發電機)。機艙旋轉支承于支承件，配置成隨著風向旋轉。

在此種風力渦輪機中，執行各種類型的狀態監測。例如，已知的有：使用加速傳感器的異常預測裝置，其適用于如從葉片傳遞旋轉力的主軸軸承，或設置于齒輪箱中的軸承的狀態監測(參見，例如專利文獻1)。

此外，日本專利特許公開No.2011-185632(專利文獻2)披露了異常檢測裝置，其精確檢測設置于風力渦輪機葉片中軸承的異常，該檢測基于通過對使用振動傳感器檢測的振動信號進行頻率分析來獲得的固有頻率的改變(參見專利文獻2)。

另一方面，對于風力渦輪機非旋轉部件(通常為支承件(塔架))的狀態監測，異常檢測當前通過定期定期目視檢查或錘擊檢查來執行。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利特許公開No.2005-164314

專利文獻2：日本專利特許公開No.2011-185632

發明內容

技術問題

風力渦輪機中，期望不僅僅對于諸如軸承、齒輪箱等旋轉構件自動進行狀態監測，期望對于非旋轉部件，即通常為支承件也自動進行狀態監測。具體地，由于如形成于支承件的裂痕或耦合元件(如螺釘或焊縫)的損壞引起的機械強度(剛度)減小的自動檢測被期待。如此機械強度的減小一般可以通過檢測固有頻率的改變(減小)來檢測。然而，支承件的剛度呈現出各向異性，這歸因于如在支承件周向上耦合元件的強度變化，或支承件基座形狀。固有頻率改變取決于支承件剛度的各向異性。這可能阻止由于機械強度減小導致的固有頻率中的改變的精確檢測。

相應地，本發明目的為提供一種用于風力渦輪機的狀態監測裝置，通過精確檢測由于機械強度減小導致的風力渦輪機的固有頻率中的改變，能夠檢測風力渦輪機中是否出現異常。

問題的解決手段

依據此發明的用于風力渦輪機的狀態監測裝置，該風力渦輪機有旋轉支承于支承件的機艙，狀態監測裝置包括：振動檢測單元、頻率分析單元、固有頻率檢測單元和異常檢測單元。振動檢測單元配置成檢測風力渦輪機產生的振動。頻率分析單元配置成對由振動檢測單元檢測的振動執行頻率分析。固有頻率檢測單元配置成基于頻率分析結果，檢測風力渦輪機的與機艙的方向相應的固有頻率。異常檢測單元配置成基于固有頻率檢測單元檢測的固有頻率，檢測風力渦輪機中是否存在異常。

優選地，機艙的方向劃分成多個部分。固有頻率檢測單元配置成基于頻率分析的結果，對多個部分中的每一個部分檢測固有頻率。異常檢測單元配置成如果多個部分中的任何部分與風力發電機安裝初始相比的固有頻率的減小率超出預定值，檢測為風力渦輪機的異常。

優選地，固有頻率檢測單元配置成對機艙方向的多個部分中的每一個部分檢測至少六個不同固有頻率。