[发明专利]一种风机主轴断裂检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于信息采集和处理技术领域，特别涉及一种风机主轴断裂检测方法及系统。

背景技术

由于国内风力发电行业起步较晚，风力发电机组的制造技术还不成熟，风力发电机组在运行阶段，经常会不断发生风力发电机组坠头的事故，这是由轮毂与主轴连接螺杆断裂造成的风机坠头事故，或主轴断裂造成的风机坠头事故，而这些断裂多为疲劳断裂，断裂振动往往从主轴表面某一局部开始，而不在中心位置，从初生裂纹开始到灾难发生过程中，均会发生多次的振动冲击，因此，有必要对主轴断裂、连接螺杆断裂等造成的断裂振动进行检测和预警。

目前，属于大数据时代，信息爆炸、信息冗余度大，信息处理成本高，常规的监控轴承振动的传感器及远程监控系统，难以发现或分析检测出这些信号，从而延误最佳补救时机，造成更进一步地次生灾害即造成塔筒倒塌的重大损失。

公开号为CN101393049A的中国专利文件，公开了一种风力发电机组振动监测及故障诊断的方法，该方法通过传感器采集风机振动信号，通过数据采集设备完成信号存储，通过组件总线模块将特征值数据发送到接收模块，并存储于数据中心，在数据中心设置阈值曲线，特征值数据持续增长，超过阈值时，接收模块进行预警。

但是这种方法是对采集的所有的风机振动信号进行分析处理，没有将风机的原始振动信号和振动冲击信号进行分离，这势必会对无用的冗余信息进行处理，不但处理起来比较复杂，而且存在检测不准确的问题，造成预警系统误报警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风机主轴断裂检测方法及系统，用于解决现有技术中风力发电机主轴故障检测冗余大，处理不及时及不准确的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种风机主轴断裂检测方法，包括如下步骤：

1)设置至少三组传感器，每组传感器包括对称分布在风机主轴旋转中心同心圆上的两个传感器，每组传感器采集风机运行时的振动信号；

2)对每组传感器中的任一个传感器采集的风机运行时的信号进行取反处理，并对每组传感器中的任一个传感器采集的风机运行时的信号进行超前或滞后处理，使每组中两个传感器采集的风机运行信号在时间上错开，将经上述处理的每组传感器的信号进行调制合成，得到合成信号；

3)将得到的每组合成信号的幅值与设定的幅值阈值进行比较，当所述合成信号的幅值大于设定的幅值阈值时，进行预警和/或将风机停机。

进一步地，所述每组传感器中的两个传感器采集风机运行时振动信号的时间间隔小于设定的时间阈值。

进一步地，当所述合成信号的幅值连续两次大于设定的幅值阈值后时，进行预警和/或将风机停机。

进一步地，发生预警时，仅保留预警前传感器采集的设定时间的风机运行信号。

进一步地，当其中一组传感器合成信号幅值超过设定的幅值阈值时，将该组传感器中的信号幅值最大的传感器所在的位置判断为风机主轴发生断裂异常的部位。

进一步地，当两组传感器合成信号幅值超过设定的幅值阈值时，确定每组传感器中信号幅值最大的传感器，将所确定的两个传感器之间的位置判断为风机主轴发生断裂异常的部位。

本发明还提供了一种风机主轴断裂检测系统，包括信号调制合成记录仪、数据传输线路、预警装置和至少三组传感器，每组传感器包括用于对称设置在风机主轴旋转中心的同心圆上的两个传感器，各传感器用于采集风机运行时的振动信号，所述各传感器与所述数据传输线路连接，所述数据传输线路用于通过中心滑环与所述信号调制合成记录仪连接，所述信号调制合成记录仪与预警装置连接，所述信号调制合成记录仪用于对每组传感器中的任一个传感器采集的风机运行时的信号进行取反处理，并对每组传感器中的任一个传感器采集的风机运行时的信号进行超前或滞后处理，使每组中两个传感器采集的风机运行信号在时间上错开，将经上述处理的每组传感器的信号进行调制合成，得到合成信号。

进一步地，所述各组传感器均匀设置在风机主轴的旋转中心的同心圆上。

进一步地，所述各传感器在设置时需保证每个风机叶片的根部至少有一个传感器。

进一步地，当其中一组传感器合成信号幅值超过设定的幅值阈值时，将该组传感器中的信号幅值最大的传感器所在的位置判断为风机主轴发生断裂异常的部位。

进一步地，当两组传感器合成信号幅值超过设定的幅值阈值时，确定每组传感器中信号幅值最大的传感器，将所确定的两个传感器之间的位置判断为风机主轴发生断裂异常的部位。

本发明的有益效果是：