电滑环故障检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种电滑环故障检测方法及装置。该电滑环故障检测方法包括：采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。本发明专利技术提供的电滑环故障检测方法及装置，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。

【技术实现步骤摘要】
电滑环故障检测方法及装置
本专利技术实施例涉及风力发电机
，尤其涉及一种电滑环故障检测方法及装置。
技术介绍
采用电动变桨技术的风力发电机组，在机舱内的控制系统至轮毂内的变桨系统间，通常采用电滑环的方式来传输现场总线通讯信号。由于电滑环固有工作方式的特点，即电刷和滑道的紧密接触，不可避免的会带来摩擦的问题。因此，电滑环长期运行将会导致电刷与滑道的磨损，进而导致电刷与滑道间滑动电阻的增大，从而影响电滑环的通讯质量，进而影响到风力发电机组运行的稳定性和可靠性。现有技术中，电滑环的性能状况和故障情况只能由风力发电机组的维护人员根据经验判断，并将疑似故障的电滑环从风力发电机上拆卸下来，再将新的电滑环安装到风机上，然后将疑似故障的电滑环带到实验室或设备检修间，安装到检测台上或连接到特殊检测设备上，通电测量其滑动电阻，若发现滑动电阻超过某一阈值，则判定此电滑环存在故障。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术至少存在如下缺陷：1)电滑环的故障判断只能是在电滑环疑似故障出现后，将其拆卸下来进行测试后才能确定，属于故障事后确定，因此无法准确、及时的发现故障。2)故障事后确定这种故障维护方式，决定了故障处理前的不可预知性，现场维护人员只能在电滑环疑似故障出现后，对疑似故障电滑环进行更换，使得现场维护人员的工作很被动，增加了维护时间。对于故障维护时间考核要求严格的项目，例如国外项目、海上项目，这种方式增加了现场维护人员的工作难度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电滑环故障检测方法及装置，以准确、及时的发现故障，降低现场维护人员的工作难度。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种电滑环故障检测方法，包括：采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。另一方面，本专利技术还提供一种电滑环故障检测装置，包括：采集模块，用于采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；确定模块，用于根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。本专利技术提供的电滑环故障检测方法及装置，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为电滑环应用于典型电动变桨风力发电机组的机舱与轮毂之间的结构示意图；图2为图1简化后的结构示意图；图3为本专利技术提供的电滑环故障检测装置的安装位置示意图；图4为本专利技术提供的电滑环故障检测方法一个实施例的流程示意图；图5为本专利技术提供的电滑环故障检测方法又一个实施例的流程示意图；图6为本专利技术提供的电滑环故障检测装置的输入输出信号示意图；图7为根据通讯信号的电压、波形和畸变进行电滑环故障检测的流程示意图；图8为断路故障对应的通讯信号的波形示意图；图9为短路故障对应的通讯信号的波形示意图；图10为衰减速率过大故障对应的通讯信号的波形示意图一；图11为衰减速率过大故障对应的通讯信号的波形示意图二；图12为衰减速率过大故障对应的通讯信号的波形示意图三；图13为本专利技术提供的电滑环故障检测装置一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。为清楚说明本专利技术实施例的电滑环故障检测方法及装置，下面结合附图对本专利技术实施例的电滑环故障检测方法及装置的应用场景进行说明。图1为电滑环应用于典型电动变桨风力发电机组的机舱与轮毂之间的结构示意图。如图1所示，机舱内的控制系统至轮毂内的变桨系统间，采用电滑环的方式来传输现场总线通讯信号。图1可以简化为图2所示的结构示意图，如图2所示，电滑环位于机舱内总线主站和轮毂内总线子站1之间的现场总线上，用于传输现场总线中的通讯信号。图3为本专利技术提供的电滑环故障检测装置的安装位置示意图。如图3所示，本专利技术提供的电滑环故障检测装置，设置于与电滑环连接的现场总线上，具体可以是设置于机舱内总线主站和电滑环之间的现场总线上，或设置于轮毂内总线子站1和电滑环之间的现场总线上，从而实现在线采集并检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的目的，不影响电滑环正常工作。下面结合附图对本专利技术实施例电滑环故障检测方法及装置进行详细描述。实施例一图4为本专利技术提供的电滑环故障检测方法一个实施例的流程示意图。如图4所示，本专利技术实施例的电滑环故障检测方法，具体包括：S401，采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号。具体的，如图3所示，将电滑环故障检测装置安装在与电滑环连接的现场总线上，在不影响电滑环正常工作的前提下，在线采集与电滑环连接的现场总线上通讯信号。S402，根据通讯信号确定电滑环是否存在故障。具体的，对采集到的通讯信号的各电气参数或特征量进行分析，确定电滑环是否存在故障。本专利技术实施例的电滑环故障检测方法，采用在线检测与电滑环连接的现场总线上的通讯信号的方式，对电滑环是否故障进行判定，不影响电滑环的正常工作，且可以准确、及时的发现故障，现场维护人员可以提前准备好零部件或备用滑环，在固定的维护时间而不是故障时间去提前维护和保养滑环，从而保证电滑环设备的零故障时间，降低了现场维护人员的工作难度。且可有效减少风力发电机组中因电滑环引起的故障次数，间接提高风力发电机组用现场总线(例如Profibus)中通讯信号的质量，间接降低风力发电机组用现场总线通讯故障的次数，延长风力发电机组平均故障间隔时间(MeanTimeBetweenFailure，简称MTBF)。实施例二图5为本专利技术提供的电滑环故障检测方法又一个实施例的流程示意图。如图5所示，在实施例一的基础上，本专利技术实施例的电滑环故障检测方法具体可包括：S501，采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号。具体的，步骤S501与实施例一中的步骤S401相同，此处不再赘述。实施例一中的步骤S402具体可以包括以下步骤S502。S502，根据通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定电滑环是否存在故障。具体的，对采集到的通讯信号的以下电气参数或特征量中的一个或多个的组合：电压、波形和畸变，进行分析，确定电滑环是否存在故障。作为第一种可行的实施方式，可以通过与电压、和/或波形、和/或畸变的标准值进行比较的方式，确定电滑环是否存在故障。即步骤S502具体可包括以下步骤：根据通讯信号的电压与标准电压的比较结果、通讯信号的波形与标准波形的比较结果、和/或通讯信号的畸变与标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电滑环故障检测方法，其特征在于，包括：采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。

【技术特征摘要】
1.一种电滑环故障检测方法，其特征在于，包括：采集与电滑环连接的现场总线上的通讯信号；根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障。2.根据权利要求1所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号确定所述电滑环是否存在故障包括：根据所述通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定所述电滑环是否存在故障。3.根据权利要求2所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定所述电滑环是否存在故障，包括：根据所述通讯信号的电压与标准电压的比较结果、所述通讯信号的波形与标准波形的比较结果、和/或所述通讯信号的畸变与标准畸变的比较结果，确定所述电滑环是否存在故障。4.根据权利要求2所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定所述电滑环是否存在故障，包括：根据所述通讯信号的电压、波形和畸变，计算所述通讯信号的质量；根据所述通讯信号的质量与标准质量的比较结果，确定所述电滑环是否存在故障。5.根据权利要求2所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定所述电滑环是否存在故障，包括：若所述通讯信号的波形在低电平信号期间，存在两个向高电平方向的第一跳变信号，且所述两个第一跳变信号呈现衰减关系，则将低电平信号畸变标志位设置为有效状态，并记录所述两个第一跳变信号的电压幅值以及所述两个第一跳变信号的电压幅值比；若所述通讯信号的波形在高电平信号期间，存在两个向低电平方向的第二跳变信号，且所述两个第二跳变信号呈现衰减关系，则将高电平信号畸变标志位设置为有效状态，并记录所述两个第二跳变信号的电压幅值以及所述两个第二跳变信号的电压幅值比；若所述低电平信号畸变标志位和所述高电平信号畸变标志位均为有效状态，且所述两个第一跳变信号的电压幅值比和所述两个第二跳变信号的电压幅值比的差值，与所述两个第一跳变信号的电压幅值比和所述两个第二跳变信号的电压幅值比中较大的电压幅值比的比值，小于设定幅值比阈值，则将电滑环通讯断路状态标志位设置为有效状态；若所述电滑环通讯断路状态标志位为有效状态，则计算故障点距离检测点的距离；若所述故障点距离检测点的距离与所述电滑环距离所述检测点的距离的差值小于设定距离阈值，则确定所述电滑环的电刷接触不良或所述电滑环的通讯通道出现断路故障。6.根据权利要求5所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述计算故障点距离检测点的距离，包括：根据第一个所述第一跳变信号的周期和所述通讯信号在所述现场总线中的传输速度，计算所述故障点距离所述检测点的距离。7.根据权利要求2所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定所述电滑环是否存在故障，包括：若所述通讯信号的波形在高电平信号期间，高电平信号的电压平均值低于高电平信号的电压标准值，则将高电平信号电压低标志位设置为有效状态；若所述通讯信号的波形在高电平信号期间，前半个周期的高电平信号的电压平均值大于后半个周期的高电平信号的电压平均值，且所述后半个周期的高电平信号的电压平均值与所述前半个周期的高电平信号的电压平均值的比值，小于设定电压平均值比值阈值，则将高电平信号电压衰减标志位设置为有效状态；若所述通讯信号的波形在低电平信号期间，低电平信号的电压平均值低于低电平信号的电压标准值，则将低电平信号电压低标志位设置为有效状态；若所述通讯信号的波形在低电平信号期间，前半个周期的低电平信号的电压平均值大于后半个周期的低电平信号的电压平均值，且所述后半个周期的低电平信号的电压平均值与所述前半个周期的低电平信号的电压平均值的比值，小于所述设定电压平均值比值阈值，则将低电平信号电压衰减标志位设置为有效状态；若所述高电平信号电压低标志位、所述高电平信号电压衰减标志位、所述低电平信号电压低标志位和所述低电平信号电压衰减标志位均为有效状态，则将电滑环通讯短路状态标志位设置为有效状态；若所述电滑环通讯短路状态标志位为有效状态，则计算故障点距离检测点的距离；若所述故障点距离检测点的距离与所述电滑环距离所述检测点的距离的差值小于设定距离阈值，则确定所述电滑环的通讯通道或所述电滑环的通讯接线出现短路故障。8.根据权利要求7所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述计算故障点距离检测点的距离，包括：根据高电平信号衰减前的有效时间和所述通讯信号在所述现场总线中的传输速度，计算所述故障点距离所述检测点的距离。9.根据权利要求2所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号的电压、波形、和/或畸变，确定所述电滑环是否存在故障，包括：根据所述通讯信号的波形电压有效值的实际值和所述通讯信号的波形电压有效值的预测值，确定所述电滑环是否存在故障。10.根据权利要求9所述的电滑环故障检测方法，其特征在于，所述根据所述通讯信号的波形电压有效值的实际值和所述通讯信号的波形电压有效值的预测值，确定所述电滑环是否存在故障，包括：计算所述通讯信号的波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，王国福，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65