[發明專利]一種風力發電機齒輪箱油液在線監測系統

有效

• 申請號: 201910706522.6
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110285964B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 陳曦暉;李冠夫;魏宇宏;李澤應;羅成名
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01D21/02;G05D27/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發明提供了一種風力發電機齒輪箱油液在線監測系統，包括風電齒輪箱油液監測液壓回路、油液數據監測模塊、油液監測數據采集處理模塊、風電高空機艙實時監控顯示模塊、遠程無線地面監控以及故障診斷數據庫。本發明通過設計風電齒輪箱油液監測液壓回路，以PLC及相關擴展模塊為核心，全面監測油液磨粒、水分、粘度、溫度、液位、壓力等特征數據，并進行綜合分析處理；在融入基于油液監測特征的故障診斷數據庫的基礎上，實現風電齒輪箱狀態診斷。本發明通過對風電齒輪箱油液數據的獲取與分析實現風電齒輪箱狀態實時在線監測，對風力發電機組的日常維護具有重要意義。

技術領域

本發明公開了一種風力發電機齒輪箱油液在線監測系統，屬于機電控制及狀態智能監測。

背景技術

隨著風能作為一種新型的可再生能源在國內外得到廣泛運用，風力發電機得到全方面的發展。風力發電機場通常建立在山區、戈壁、草原、近海等高空中，長期受無規律的強陣風、極端溫差的影響，風力發電機常因發生故障而停機檢修，又因為機艙內部空間狹小，維修成本十分高昂。齒輪箱是風力發電機組中最易受損的器件。齒輪箱的故障在早期如果不能及時發現并解決，極有可能隨著風機長期工作逐步演變成嚴重故障，又因為齒輪箱一般安裝在高空中，如果對齒輪箱拆卸返廠維修，吊裝工作費事費力，成本昂貴，因此建立實時的監測系統對齒輪箱進行監測和故障診斷具有十分重要的意義。

發明內容

本發明主要目的在于提供一種風力發電機齒輪箱油液在線監測系統，實現對風電齒輪箱中油液狀況的在線監測，并通過監測數據采集、分析、處理以及結果顯示，達到利用油液理化性質和污染的變化反映油液以及風電齒輪箱狀態的目的。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種風力發電機齒輪箱油液在線監測系統，包括：

風電齒輪箱油液監測液壓回路，用于對油液監測回路進行流量控制，并提供監測風電齒輪箱油液參數的接口；

油液數據監測模塊，用于對風電齒輪箱油液中鐵或非鐵顆粒，油液中含水率，油液粘度，油液溫度，油液液位和油液壓力進行監測；

油液監測數據處理模塊，用于獲取油液監測數據并進行數據處理，獲得風電齒輪箱油液監測特征并進行儲存；

風電高空機艙實時監控顯示模塊，通過串口與PLC模塊連接，用于實現各傳感器監測數據的存儲和顯示；

遠程無線地面監控系統在PLC模塊基礎上，連接CP234.1以太網模塊，并連接HJ8900遠程控制模塊，建立無線以太網用于風電高空機艙和地面監控的遠程通訊；

以及故障診斷數據庫，用于建立油液監測特征和風電齒輪箱典型故障的對應關系，基于油液實時監測特征數據，對當前風電齒輪箱狀態進行診斷。

進一步的，所述風電齒輪箱油液監測液壓回路由依次連接的可控電動機，齒輪泵，可控比例閥，磨粒傳感器接口，溫度傳感器接口，過濾器，壓差繼電器，水分傳感器接口，熱交換器冷卻單元，粘度傳感器接口，壓力控制器，液位傳感器接口和壓力傳感器接口構成；

所述可控電動機用于控制齒輪泵工作，所述可控比例閥用于實現油液監測回路流量控制，所述過濾器用于過濾油液中的干擾雜質，所述壓差繼電器用于檢測過濾器是否堵塞，所述熱交換器冷卻單元用于對油液進行降溫處理，所述壓力控制器用于實現回油壓力控制，油液通過回油口返回至風電齒輪箱；各傳感器接口接入相應的傳感器，用于齒輪箱油液多參數監測。

進一步的，所述油液數據監測模塊包括：

在線磨粒監測傳感器，采用ANALEXrs電磁式在線磨粒傳感器，安裝在風電齒輪箱油液監測回路的磨粒傳感器接口上，用于油液中鐵或非鐵顆粒的監測和計數，并提供顆粒的大小與形態分布信息，發現并進行故障報警；

在線水分監測傳感器，基于電阻化學抗譜設計，安裝在風電齒輪箱油液監測回路的水分傳感器接口上，用于監測油液中含水率；