[发明专利]用于监测风力涡轮的方法和系统

说明书

技术领域

本文中描述的主题大体涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于监测风力涡轮的方法和系统。

背景技术

通常，风力涡轮包括转子，其包括具有多个转子叶片的可旋转的轮毂组件。转子叶片将风能转化成机械的旋转力矩，其经由转子驱动一个或更多个发电机。发电机有时但不是总是通过变速箱旋转地联接到转子。变速箱为发电机提升转子的固有低转速以有效地将旋转机械能转化为电能，其经由至少一个电连接件供给到公用电网。也存在无传动装置的直接驱动的风力涡轮。转子、发电机、变速箱以及其它构件典型地安装在罩壳或机舱内，罩壳或机舱定位在塔架的顶部上。

至少有些已知的风力涡轮包括一个或更多个构件，诸如轴承、齿轮和/或转子叶片，其可随着时间的过去变得磨损或损坏。为了检测这种构件损坏，已知的风力涡轮常常包括监测系统，其在风力涡轮的操作期间测量由构件产生的振动。这种监测系统可能是复杂的和/或可能需要相当数量的计算资源，以从测量的振动提取构件损坏信息。

发明内容

在一个实施例中，提供用于风力涡轮的监测系统，其包括构造成测量由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射的至少一个声传感器、和构造成基于测量的声发射计算构件的至少一个磨损特性的控制系统。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少一个。

在另一实施例中，提供用于风力涡轮的监测系统，其包括构造成测量由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射的至少一个声传感器、和构造成基于测量的声发射计算构件的至少一个磨损特性的控制系统。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少一个，其中控制系统构造成进行如下操作中的至少一个：控制风力涡轮的操作和发送磨损特性至数据处理系统。

在又一实施例中，提供监测风力涡轮的方法，其包括测量由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射、和基于测量的声发射计算构件的至少一个磨损特性。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少一个。

附图说明

图1是示例性风力涡轮的透视图。

图2是适合于与图1中示出的风力涡轮一起使用的示例性机舱的局部截面图。

图3是适合于与图1中示出的风力涡轮一起使用的示例性监测系统的示意图。

图4是适合于与图3中示出的监测系统一起使用的示例性声信号处理系统的示意图。

图5是适合于与图4中示出的声信号处理系统一起使用的示例性接口模块的示意图。

图6是适合于与图3中示出的监测系统一起使用的监测风力涡轮的示例性方法的流程图。

部件列表：

100  风力涡轮

102  塔架

104  支撑表面

106  机舱

108  转子

110  轮毂

112  转子叶片

114  风

116  偏航轴线

118  转子叶根部分

120  负载转移区

122  转子叶尖部分

124  旋转轴线

126  转子叶片表面区域

128  变桨轴线

130  变桨组件

131  变桨驱动马达

132  发电机

134  转子轴

136  变速箱

138  高速轴

140  联轴器

142  支撑件

144  支撑件

146  偏航驱动机构

148  气象杆

150  涡轮控制系统

152  前支撑轴承

154  后支撑轴承

156  传动系

200  监测系统

202  润滑系统

204  声传感器

206  温度传感器

208  数据处理系统

210  数据总线

212  风电场控制中心

300  声信号处理系统

302  接口模块

304  磨损诊断模块

306  信号处理模块

308  数据库

312  放大器模块

314  滤波器模块

316  转化器模块