一种用于风力发电机组的振动监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风力发电机组的振动监测装置，包括：供电电源、加速度传感器芯片、通信模块和MCU微控制器；供电电源包括：外置电源、内置充电电池和供电管理模块；供电管理模块，用于在当前供电电源断电或供电不足时，将当前的供电电源切换到另一个供电电源；加速度传感器芯片，用于监测发电机组的振动，生成振动信号；MCU微控制器，用于采集振动信号，并根据振动分析模型计算相关振动数据；通过通信模块将振动数据发送至上位机。本实用新型专利技术运行更稳定，价格低，质量轻，安装方便。安装方便。安装方便。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风力发电机组的振动监测装置


[0001]本技术涉及风力发电领域，特别涉及一种用于风力发电机组的振动监测装置。

技术介绍

[0002]国内的风电领域在15年内取得了飞跃式的发展，然而伴随着风电机组国产化、大功率化的快速推进，风电机组的试错周期严重压缩，导致机组故障率一直居高不下。风电场数量庞大，区域辽阔、边界绵长、运维条件艰苦，人才流失率高达20％以上，平均4
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5年全场人员更新一轮，未来风电场将面临无人可用的境况，因此无人值守将是未来风电场不得不面对的问题。实现风电场无人值守将势在必行，但却困难重重。当前解决该矛盾最优途径是通过物联技术实现场站精确及泛在感知，以数据为驱动，实现设备的预测性管理及智能运维，探索研发人工值守的替代和支撑技术，逐步推进新能源场站无人值守的实现。
[0003]风电机组的振动监测一直是维护设备的必要环节，传统的风电机组振动监测传感器一般采用PE压电式传感器，体积大，不利于安装，并且价格昂贵。专利 CN206539460U提出了一种用于沿海地区的风力发电机组的故障监测装置采用芯片式传感器，减少了监测装置的体积，具体地，包括：信号监测单元、DSP控制单元、无线传输单元，信号监测单元与DSP控制单元连接，DSP控制单元与无线传输单元连接；信号监测单元包括：VS1002.A加速度传感器芯片、DS18B20温度传感器、MAX4372H高精度电流监测芯片、龙芯XL1507电压监测芯片，用于检测发电机组的振动、电流、电压、温度数据，可对发电机组的振动、电流、电压、温度等数据进行实时采集分析，通过无线传输单元快速回传相关人员的笔记本电脑、手机等监测终端，及时进行维修处理。
[0004]专利CN206539460U虽然采用了芯片式传感器，但是DSP控制器价格昂贵，在应用和推广方面受到限制，而且仅通过外部电源进行供电，布线复杂，而且没有考虑到监测装置是用于多风且暴露的环境中，外部电源经常出现掉电的情况，使监测装置无法继续工作，只能及时安排人员维修，即耽误了监测工作，又增加了人工成本。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，克服现有发电机组仅采用外部电源供电，布线复杂的问题，无法应对外部电源掉电的情况，而导致的监测间断和人工维修成本增加的问题，以及DSP控制器价格昂贵导致的造价成本高的问题，从而提供一种用于风力发电机组的振动监测装置。
[0006]为解决上述技术问题，本技术的技术方案所提供的用于风力发电机组的振动监测装置，包括：供电电源、加速度传感器芯片、通信模块和控制器；其中，
[0007]所述控制器采用MCU微控制器；
[0008]所述供电电源包括：外置电源、内置充电电池和供电管理模块；其中，
[0009]所述外置电源和内置充电电池分别与所述供电管理模块电连接；所述外置电源和
内置充电电池电连接；
[0010]所述供电管理模块还与所述MCU微控制器电连接；所述供电管理模块，用于在当前所述供电电源断电或供电不足时，将当前的供电电源切换到另一个供电电源；
[0011]所述加速度传感器芯片，用于监测所述发电机组的振动，并生成振动信号；
[0012]所述MCU微控制器，用于实时采集所述振动信号，并根据振动分析模型计算相关振动数据；通过通信模块将所述振动数据发送至上位机。
[0013]作为上述装置的一种改进，所述监测装置的默认供电电源为外置电源；当外置电源正常工作时，所述供电管理模块导通所述外置电源与所述MCU微控制器之间的电路，在外置电源断电时，所述供电管理模块自动切断所述外置电源与所述MCU微控制器之间的电路，同时打开所述内置充电电池与所述MCU微控制器之间电路。
[0014]作为上述装置的一种改进，所述监测装置还包括：与所述内置充电电池连接的电池保护装置。
[0015]作为上述装置的一种改进，所述监测装置还包括：外供电源模块；其中，
[0016]所述外供电源模块的电源输入端与所述MCU微控制器的电源输出端连接；
[0017]所述外供电源模块，包括：若干个电源输出端；所述外供电源模块，基于MCU 微控制器的控制，通过若干个电源输出端，输出相应大小的电流，以便后期为其他传感器提供电源，并可通过输出电流的大小，开启或关闭传感器。
[0018]作为上述装置的一种改进，所述通信模块包括无线传输模块或有线传输模块；其中，有线传输模块采用RS485通讯协议。
[0019]作为上述装置的一种改进，所述加速度传感器芯片采用三轴加速度传感器芯片，用于同时监测所述发电机组的X轴、Y轴和Z轴的振动。
[0020]本技术提供的用于风力发电机组的振动监测装置的传感器芯片采用加速度传感器芯片替代传统PE压电式传感器，可三轴向同时测量，价格更低，质量更轻，安装集成更加方便，将一定程度上颠覆传统振动监测传感器行业，并且芯片式传感器功耗低，电池供电模式下可长期使用，实现传感即插即用，解决现场施工及布线问题；采用MCU微控制器代替传统监测装置的DSP控制器，进一步降低了整体成本；采用数字化和网络化技术，使装置小巧化，精度更高，普适性更强，标准化程度更高，适合批量应用；所述监测装置结合管理平台落地应用，自主化及安全程度更高，有利于构建“三位一体”新能源运维模式，促进资源有效应用，实现“云、边、端”高效协同。
附图说明
[0021]图1为实施例1提供的外置电源的电路简图；
[0022]图2为实施例1提供的供电管理模块的电路简图；
[0023]图3为实施例1提供的电池保护装置的电路简图；
[0024]图4为实施例1提供的通信模块的电路简图；
[0025]图5为实施例1提供的MCU微控制器的第一电路简图；
[0026]图6为实施例1提供的MCU微控制器的第二电路简图；
[0027]图7为实施例1提供的MCU微控制器的第三电路简图；
[0028]图8为实施例1提供的外供电源模块的电路简图；
RS485通讯协议。
[0045]所述加速度传感器芯片采用三轴加速度传感器芯片，用于同时监测所述发电机组的X轴、Y轴和Z轴的振动。
[0046]本实施例中，所述加速度传感器芯片采用LIS2HH12加速度传感器芯片；所述MCU 微控制器采用MSP430微控制器。
[0047]本技术提供的用于风力发电机组的振动监测装置测量范围为50g；频率响应范围为0.01～30kHz，精度更高；工作温度范围
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40℃～85℃，可在恶劣条件下使用，可采用POE供电，精简了布线。
[0048]从上述对本技术的具体描述可以看出，本技术提供的用于风力发电机组的采用加速度传感器芯片替代传统PE压电式传感器，可三轴向同时测量，价格更低，质量更轻，安装集成更加方便，将一定程度上颠覆传统振动监测传感器行业，并且芯片式传感器功耗低，电池供电模式下可长期使用，实现传感即插即用，解决现场施工及布线问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的振动监测装置，其特征在于，包括：供电电源、加速度传感器芯片、通信模块和控制器；其中，所述控制器采用MCU微控制器；所述供电电源包括：外置电源、内置充电电池和供电管理模块；其中，所述外置电源和内置充电电池分别与所述供电管理模块电连接；所述外置电源和内置充电电池电连接；所述供电管理模块还与所述MCU微控制器电连接；所述供电管理模块，用于在当前所述供电电源断电或供电不足时，将当前的供电电源切换到另一个供电电源；所述加速度传感器芯片，用于监测所述发电机组的振动，并生成振动信号；所述MCU微控制器，用于实时采集所述振动信号，并根据振动分析模型计算相关振动数据；通过通信模块将所述振动数据发送至上位机。2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的振动监测装置，其特征在于，所述监测装置的默认供电电源为外置电源；当外置电源正常工作时，所述供电管理模块导通所述外置电源与所述MCU微控制器之间的电路，在外置电源断电时，所述供电管理模块自动切断所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世柏，刘嵩，唐婉莹，赵小伟，孙岩，刘世涛，郑伟，曹玮琦，刘冬，李正东，郑安明，张晓明，
申请(专利权)人：国家电投集团数字科技有限公司，
类型：新型
国别省市：