一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统，通过变频器供电的三相异步电动机模拟不同风速，驱动整个轴系和DFIG发电机旋转，负载电阻箱作为负载，通过IGBT模块控制发电机的负载产生通断变化，使轴系产生相同频率的强迫扭转振动。电流传感器串联在GFIG发电机的供电线路中，采集的发电机定子电流信号经抗混滤波器传送到数据采集卡。电涡流位移传感器安装在滚动轴承2侧端，将采集的振动信号经电荷放大器和抗混滤波器传送到数据采集卡。计算机对数据采集卡采集的故障信号进行处理与对比分析。本发明专利技术可以对容易被忽略的风力发电机主传动链轴系扭振故障实施检测、诊断，缩短维修的时间，提高了安全性，使用方便，操作简单。

Torsional vibration fault detection system of main drive chain shaft of wind-driven generator

The invention relates to a torsion vibration of main drive chain wind generator shafting detection system, the three-phase asynchronous motor inverter simulation of different wind speed, driving the shafting and DFIG generator and load resistance box as the load generated on-off change through the load IGBT control module of the generator to produce the same frequency of the shafting torsional vibration force. The current sensor is connected in series in the power supply line of the GFIG generator, and the generator stator current signal is transmitted to the data acquisition card through the antialiasing filter. The eddy current displacement sensor is mounted on the 2 side of the rolling bearing and transmits the collected vibration signals to the data acquisition card via the charge amplifier and the antialiasing filter. The computer carries on the processing and the contrast analysis to the fault signal which the data acquisition card collects. The invention can detect and diagnose the torsional vibration of the main drive chain shafting of the wind power generator which is easy to be neglected, shorten the maintenance time, improve the safety, and is easy to use and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统
本专利技术涉及一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统，属于风力发电机故障诊断

技术介绍
随着风力发电技术的日渐成熟，风力发电机的故障诊断成为研究热点。振动检测法应用较早，理论相对成熟，随着振动信号处理技术的发展和完善，对常见的齿轮和滚动轴承的故障诊断均有较为理想的结果。定子电流检测法克服了常规振动传感器数量多，安装和维护困难的缺陷，并具有成本低、操作简单等优点，逐渐成为风力发电机故障诊断的新趋势。在风力发电机故障诊断中，一般多注重传动链横向振动或噪声等信号，往往忽略轴系的扭转振动，实际上，扭转振动的大小往往是关系到整个设备寿命的关键因素。为了便于研究又不增加工人的工作量，有必要研究一套风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统，以便于对风力发电主传动链轴系扭振故障的分析与处理。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统。本专利技术为一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统，它包含变频器、交流异步电动机、联轴器1、滚动轴承1、圆盘、滚动轴承2、联轴器2、DFIG发电机、IGBT模块、负载电阻箱、电涡流位移传感器、电荷放大器、电流传感器、抗混滤波器、数据采集卡以及计算机，通过变频器供电的三相异步电动机模拟不同风速，驱动整个轴系和DFIG发电机旋转，负载电阻箱作为负载，通过IGBT模块控制发电机的负载产生通断变化，使轴系产生相同频率的强迫扭转振动。电流传感器串联在GFIG发电机的供电线路中，采集的发电机定子电流信号经抗混滤波器传送到数据采集卡。电涡流位移传感器安装在滚动轴承2侧端，将采集的振动信号经电荷放大器和抗混滤波器传送到数据采集卡。计算机对数据采集卡采集的故障信号进行处理与对比分析。作为优选，所述系统的电流传感器采用HCT204R型霍尔电流传感器。作为优选，所述系统的电涡流位移传感器采用CWY系列电涡流位移传感器。作为优选，所述系统通过IGBT模块控制发电机负载的通断变化模拟风力发电机主传动链轴系扭振故障。本专利技术的有益效果为：可以方便地采集风力发电机主传动链轴系扭振的故障信号，对容易被忽略的风力发电机主传动链轴系扭振故障实施检测、诊断，缩短维修的时间，提高了安全性，使用方便，操作简单。附图说明：为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为系统的结构框图；图1中主要包括：变频器、交流异步电动机、联轴器1、滚动轴承1、圆盘、滚动轴承2、联轴器2、DFIG发电机、IGBT模块、负载电阻箱、电涡流位移传感器、电荷放大器、电流传感器、抗混滤波器、数据采集卡以及计算机。具体实施方式：为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。结合附图对本专利技术作进一步详细的说明，附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的结构。如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含变频器、交流异步电动机、联轴器1、滚动轴承1、圆盘、滚动轴承2、联轴器2、DFIG发电机、IGBT模块、负载电阻箱、电涡流位移传感器、电荷放大器、电流传感器、抗混滤波器、数据采集卡以及计算机，通过变频器供电的三相异步电动机模拟不同风速，驱动整个轴系和DFIG发电机旋转，负载电阻箱作为负载，通过IGBT模块控制发电机的负载产生通断变化，使轴系产生相同频率的强迫扭转振动。电流传感器串联在GFIG发电机的供电线路中，采集的发电机定子电流信号经抗混滤波器传送到数据采集卡。电涡流位移传感器安装在滚动轴承2侧端，将采集的振动信号经电荷放大器和抗混滤波器传送到数据采集卡。计算机对数据采集卡采集的故障信号进行处理与对比分析。进一步的，所述系统的电流传感器采用HCT204R型霍尔电流传感器。进一步的，所述系统的电涡流位移传感器采用CWY系列电涡流位移传感器。进一步的，所述系统通过IGBT模块控制发电机负载的通断变化模拟风力发电机主传动链轴系扭振故障。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统，其特征在于：它包含变频器、交流异步电动机、联轴器1、滚动轴承1、圆盘、滚动轴承2、联轴器2、DFIG发电机、IGBT模块、负载电阻箱、电涡流位移传感器、电荷放大器、电流传感器、抗混滤波器、数据采集卡以及计算机，通过变频器供电的三相异步电动机模拟不同风速，驱动整个轴系和DFIG发电机旋转，负载电阻箱作为负载，通过IGBT模块控制发电机的负载产生通断变化，使轴系产生相同频率的强迫扭转振动，电流传感器串联在GFIG发电机的供电线路中，采集的发电机定子电流信号经抗混滤波器传送到数据采集卡，电涡流位移传感器安装在滚动轴承2侧端，将采集的振动信号经电荷放大器和抗混滤波器传送到数据采集卡，计算机对数据采集卡采集的故障信号进行处理与对比分析。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机主传动链轴系扭振故障检测系统，其特征在于：它包含变频器、交流异步电动机、联轴器1、滚动轴承1、圆盘、滚动轴承2、联轴器2、DFIG发电机、IGBT模块、负载电阻箱、电涡流位移传感器、电荷放大器、电流传感器、抗混滤波器、数据采集卡以及计算机，通过变频器供电的三相异步电动机模拟不同风速，驱动整个轴系和DFIG发电机旋转，负载电阻箱作为负载，通过IGBT模块控制发电机的负载产生通断变化，使轴系产生相同频率的强迫扭转振动，电流传感器串联在GFIG发电机的供电线路中，采集的发电机定子电流信号经抗混滤波器传送到数据采集卡，电涡流位移传感器安装在滚...

【专利技术属性】
技术研发人员：时献江，王振猛，李凯，曹艺，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23