基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组监测设备和方法技术

本发明专利技术提出一种基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组监测设备和方法，传感器采集风力发电机组齿轮箱的振动信号和转速等；使用数据采集卡将传感器采集的信号数字化后导入嵌入式计算机；嵌入式计算机对振动信号进行频谱分析、包络分析和阶次分析，获得振动信号的特征量的幅值，并通过网络将数据发送至上位机；上位机保存数据并显示特征量幅值的变化趋势，给出风力发电机组状态的诊断结果。本发明专利技术提高了该类设备的可扩展性和可维护性，同时降低设备的制作和维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组状态监测设备和方法。
技术介绍
风电场一般处于偏远地区，同时风电机组的机舱位于高空，实施维修较为困难且成本高昂。对于使用寿命20年的机组，运行维护成本估计占到风电场收入的10％～15％；对于海上风电场，用于风力机运行维护的成本更是高达风电场收入的20％～25％。当机组发生故障时，难以第一时间对故障进行准确判断，制定正确维修方案，且维修困难，导致维修成本增加。因此，开发高性能且低成本的风力发电机组状态监测设备对于实施状态维修、提高风力发电机组的可靠性和经济性具有重要意义。现有风力发电机组状态监测设备多为专用设备，该类专用设备成本较高，主要针对振动信号检测进行设计，封装程度较高而可扩展性不足，硬件可替代性和可维护性较差，限制了其功能的扩展和成本的降低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组状态监测设备和方法，以提高了该类设备的可扩展性和可维护性，同时降低设备的制作和维护成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种一种基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组状态监测设备，其特征在于，传感器采集风力发电机组齿轮箱的振动信号和转速等；使用数据采集卡将传感器采集的信号数字化后导入嵌入式计算机；嵌入式计算机对振动信号进行频谱分析、包络分析和阶次分析，获得振动信号的特征量的幅值，并通过网络将数据发送至上位机；上位机保存数据并显示特征量幅值的变化趋势，给出风力发电机组状态的诊断结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式计算机和采集卡的风力发电机组状态监测设备，其特征在于，传感器采集风力发电机组齿轮箱的振动信号和转速等；使用数据采集卡将传感器采集的信号数字化后导入嵌入式计算机；嵌入式计算机对振动信号进行频谱分析、包络分析和阶次分析，获得振动信号的特征量的幅值，并通过网络将数据发送至上位机；上位机保存数据并显示特征量幅值的变化趋势，给出风力发电机组状态的诊断结果。2.根据权利要求1所述风力发电机组状态监测设备，其特征在于，数据采集卡通过PCI插槽与嵌入式计算机进行通信，在嵌入式计算机端通过LabVIEW软件开发相应虚拟仪器程序实现传感器信号的读取以及数据采集卡和嵌入式计算机的控制。3.根据权利要求2所述风力发电机组状态监测设备，其特征在于，嵌入式计算机对获取振动信号的特征量的幅值的工作由虚拟仪器程序中包含的相应算法完成，具体如下：对振动信号进行软件滤波；对滤波后的振动信号进行频谱分析、包络分析和阶次分析，得到实测的振动信号的频谱、包络谱和阶次谱；根据真实风力发电机组参数计算得到振动信号在频谱、包络谱和阶次谱中的特征量的理论值，特征量包括齿轮啮合、轴系振动和故障信号的特征频率和特征阶次；根据特征量的理论值，在实测的振动信号的频谱、包络谱和阶次谱中查找各特征量的幅值。4.根据权利要求1所述风力发电机组状态监测设备，其特征在于，嵌入式计算机对一段时间内特征量幅值的平均值进行统计，并将数据通过网络发送至上位机；上位机中的虚拟仪器程序接数据并保存，显示特征量的幅值随时间的变化趋势，对历史数据进行查询和离线分析。5.根据权利要求1所述风力发电机组状态监测设备，其特征在于，上位机包括现场上位机和远程上位机。...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯延晖，曹梦楠，邱颖宁，陈浪，袁明友，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32