本发明专利技术的状态监视装置(80)监视包括转子的设备的状态，其包括存储器(86)和计算器(85)。存储器(86)存储从多个分割数据串分别获得的多个结果，该多个分割数据串是通过以固定时间间隔对所述设备所具备的传感器(71～73)的信号进行采样而获得的数据串加以分割后产生的。计算器(85)从存储器中累积的多个结果估算出与多个分割数据串分别对应的多个转速，基于多个转速分别校正多个分割数据串，并且通过合成多个校正后的分割数据串来生成校正后数据串。优选地，传感器(71～73)检测振动、声音和声发射中的任何一种。由此提供一种能够在抑制成本增加的同时减小旋转变动的影响从而精确地分析从传感器获得的数据的状态监视装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】状态监视装置
本专利技术涉及状态监视装置，尤其涉及监视转子状态的状态监视装置。
技术介绍
已知一种监视装置，其获得诸如振动数据或温度数据等的表示设备状态的数据，用于诊断各种类型的旋转设备的故障。例如，在通过测量旋转部的振动来诊断设备或设施的异常状态时，监视人员基于从由监视装置获得的振动数据中提取的特征值(有效值、峰度、峰值或者波峰因数)的增加趋势来确定异常状态的发生。为了推测异常状态发生的原因，采用分析振动数据的频率的技术。日本专利特开2015-34776(专利文献1)公开了一种诊断多关节机器人的减速齿轮的方法，作为使用了这种监视装置的诊断方法的一个示例。引用列表专利文献专利文献1：日本专利特开2015-34776
技术实现思路
技术问题已知一种状态监视系统(CMS)，其在风力涡轮发电机中利用振动传感器测量诸如主轴的轴承或变速箱等机构的振动，并监视该机构的状态。由于风力涡轮机的转速会因风速或风向的变化而变化，因此在风力涡轮发电机的状态监视系统中待分析的振动频率也会发生变化并且频谱会发生波动。尽管通过控制风力涡轮机的运转可以抑制转速的变动，但是某种程度上的变动是不可避免的。用于频率分析的数据需要有不少于目标旋转物旋转数次的测量时间。对于高速旋转的物体仅需要很短的测量时间，而对于低速旋转的物体则需要几秒到几十秒的测量时间。尽管在需要短测量时间的情况下可以忽略转速的变动，但是在需要长测量时间的情况下会导致分析精度降低。因此，在需要长测量时间的情况下，允许缩短测量时间和降低频率分辨率，以使速度变动的影响不会加剧。尽管可以使用旋转传感器检测转速的变动并且还可以通过计算来校正，但是从成本和安装空间的角度来看，通常难以另外提供用于监视状态的旋转传感器。在风力涡轮发电机的振动监视装置中，期望分析振动频谱而不受转速变动的影响并且尽可能不使用来自旋转传感器的信号。在日本专利特开2015-34776中所示的诊断方法中，当监视对象为多关节机器人的减速齿轮从而转速变动时，为了在不使用旋转传感器的情况下提取精确的频谱，通过应用迭代最小二乘法从数据中提取特征峰。尽管日本专利特开2015-34776中的技术也可以应用于风力涡轮发电机的状态监视系统，但是风力涡轮发电机的监视具有在低转速的情况下所需的测量时间较长的特征，从而难以简单地应用该技术。例如风力涡轮发电机那样转速较低的监视对象需要其它合适的分析技术。本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种对包括转子的设备的状态进行监视的状态监视装置，其能够精确地分析从传感器获得的数据，同时抑制成本增加，并且减小旋转变动的影响。问题的解决方案概括地讲，本专利技术涉及一种状态监视装置，其监视包括转子的设备的状态，该状态监视装置包括存储器和计算器。存储器存储从多个分割数据串分别获得的多个结果，该多个分割数据串通过以固定时间间隔对来自所述设备所具备的传感器的信号进行采样而得到的数据串加以分割后产生。计算器根据存储器中累积的多个结果，分别估算与多个分割数据串对应的多个转速，基于多个转速分别校正多个分割数据串，并且通过合成校正后的多个分割数据串来生成校正后数据串。优选地，传感器检测振动、声音和声发射中的任一种。优选地，多个结果是分别对应于多个分割数据串的多个频谱。计算器基于表示多个分割数据串中的第一分割数据串和第二分割数据串之间的频谱相似性的评估值，估算在获得第二分割数据串的期间内的转速。更优选地，表示相似性的评估值是两个频谱的内积。优选地，计算器通过处理校正后数据串来分析设备的异常状态。优选地，该设备是风力涡轮发电机。专利技术的有益效果根据本专利技术，由于根据传感器获得的数据生成减小了旋转变动影响的数据，因此可以精确地分析旋转设备。附图说明图1是示意性地示出应用了根据本专利技术实施方式的状态监视装置的风力涡轮发电机的结构的图。图2是示出数据处理器的配置的功能框图。图3是用于说明振动数据的分割时隙的图。图4是示出在第i个时隙S(i)和第i+1个时隙S(i+1)中执行的频率分析处理的频谱的一个示例的图。图5是用于说明对第i+1个时隙的频谱进行的处理的图。图6是表示选择Y取最大值的α时的频谱的图。图7是用于说明数据处理器执行的处理的流程图。图8是相对于频谱F(i)(f)改变频谱F(i+1)的频率f的倍率α来搜索相似性高的α(i+1)的图。图9是用于说明重新采样处理的第一图。图10是用于说明重新采样处理的第二图。图11是示出图9中所示的时隙S(1)中的数据串D(k)的概念图。图12是示出时隙S(1)中的数据串D(k)和重新采样数据串Dr(j)彼此叠加的概念图。具体实施方式在下文将参考附图描述本专利技术的实施方式。下面的附图中相同或相应的元件具有相同的附图标记，并且将不重复其具体描述。图1是示意性地示出应用了根据本专利技术实施方式的状态监视装置的风力涡轮发电机的结构的图。参照图1，风力涡轮发电机10包括主轴20、叶片30、变速箱40、发电机50、控制台52和电力传输线54。风力涡轮发电机10还包括用于主轴的轴承60(下面简称为“轴承”)、振动传感器71～73以及数据处理器80。变速箱40、发电机50、控制台52、轴承60、振动传感器71～73和数据处理器80被收纳在机舱(nacelle)90内，而机舱90由塔100支承。主轴20插入机舱90中与变速箱40的输入轴连接，并可旋转地由轴承60支承。主轴20将接收风力的叶片30产生的转矩传递至变速箱40的输入轴。叶片30设置在主轴20的前端，将风力转化成转矩，并将该转矩传递到主轴20。轴承60固定在机舱90内并支承主轴20使其可旋转。轴承60由滚子轴承构成，例如由球面滚子轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承或滚珠轴承构成。这些轴承可以是单排轴承也可以是双排轴承。变速箱40设置于主轴20和发电机50之间来增大主轴20的转速，并将增大后的转速输出至发电机50。作为示例，变速箱40由增速齿轮机构形成，该增速齿轮机构例如包括行星齿轮、中间轴和高速轴。发电机50与变速箱40的输出轴连接，用从变速箱40接收的转矩发电。发电机50例如由感应发电机形成。控制台52包括逆变器(未图示)。逆变器将发电机50发电产生的电力转换成系统电压和频率，并将其输出至连接到系统的电力传输线54。振动传感器71～73分别设置在变速箱40、发电机50和轴承60中，检测它们的振动并将检测到的振动值输出到数据处理器80。图2是示出数据处理器80的配置的功能框图。参考图2，数据处理器80包括滤波器81～83、传感器信号选择器84、计算器85和存储器86。数据处理器80可以被配置为包括未示出的发射器并且将数据发送到风力涡轮发电机的外部。滤波器81～83分别接收来自振动传感器71～73的检测信号，允许接收到的检测信号中预定的特定频带的分量通过，并衰减其他频带的分量。数据处理器80可以同时处理多个信号或处理特定信道中的信号。因此，传感器信号选择器84被配置为能够从振动传感器接收多个信号输入并选择要使用的信号。数据处理器80包括作为计算器85的中央处理单元、作为存储器86的存储处理程序的只读存储器(ROM)和临时存储数据的随机存取存储器(RAM)，并且还包括用于输入输出各种信号(均未显示)的输入输出端口。数据处理器80从振动传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种状态监视装置，监视包括转子的设备的状态，其特征在于，包括：存储器，该存储器存储从多个分割数据串分别获得的多个结果，该多个分割数据串是通过以固定时间间隔对来自所述设备所具有的传感器的信号进行采样而获得的数据串加以分割后产生的；以及计算器，该计算器从所述存储器中累积的多个所述结果，估算出与多个所述分割数据串分别对应的多个转速，基于多个所述转速分别校正多个所述分割数据串，并且通过合成多个校正后的所述分割数据串来生成校正后数据串。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 JP 2016-1689091.一种状态监视装置，监视包括转子的设备的状态，其特征在于，包括：存储器，该存储器存储从多个分割数据串分别获得的多个结果，该多个分割数据串是通过以固定时间间隔对来自所述设备所具有的传感器的信号进行采样而获得的数据串加以分割后产生的；以及计算器，该计算器从所述存储器中累积的多个所述结果，估算出与多个所述分割数据串分别对应的多个转速，基于多个所述转速分别校正多个所述分割数据串，并且通过合成多个校正后的所述分割数据串来生成校正后数据串。2.如权利要求1所述的状态监视装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高桥亨，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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