本发明专利技术涉及风电机组裂纹监测技术领域，公开了一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置及方法，该装置，包括电源、变桨轴承、阻抗元件，变桨轴承的外圈端面与阻抗元件相互串联构成串联体，电源的一极、串联体、电源的另一极依次电连接构成闭合回路，利用阻抗元件的阻值变化监测变桨轴承的裂纹情况。本发明专利技术解决了现有技术存在的易使功能可靠性变差、附加成本较高等问题。问题。问题。
【技术实现步骤摘要】
一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置及方法
[0001]本专利技术涉及风电机组裂纹监测
，具体是一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置及方法。
技术介绍
[0002]风电机组变桨轴承是风机重要部件，连接着轮毂、叶片大部件设备，在变桨电机驱动下，通过变桨减速器执行叶片变桨动作，如开桨、收桨等，以达到捕获风能、启动或停止风电机组运行的作用。
[0003]变桨轴承一般以半封闭式安装，外圈部分暴露于环境中，由于长期承受重载和大扭矩，风电机组变桨轴承外圈端面易出现裂纹，且一般会成批次出现。这类裂纹早期难于被发现，随着裂纹的劣化，对风电机组安全运行造成极大隐患。
[0004]裂纹位置主要为：
[0005]变桨轴承裂纹(或叫开裂)位置基本在外圈安装孔周围，靠近叶片侧轴承滚道堵球孔处。
[0006]裂纹原因主要为：
[0007]1)变桨轴承本体制造工艺不佳，或材料存在缺陷，易导致轴承堵球孔应力集中，造成破坏性损伤；
[0008]2)变桨轴承外圈螺栓孔采用盲孔设计，实际叶片制造成品与仿真模型存在差异，当差异较大且风电机组载荷裕度不足时，将产生高周疲劳载荷，超出变桨轴承刚度极限，导致轴承开裂；
[0009]3)因安装误差问题(工艺问题)，在变桨轴承内部，保持架与滚道干涉，会导致保持架断裂，易在变桨轴承的薄弱位置发生疲劳开裂；
[0010]4)其他方面如变桨轴承润滑不良(缺油、少油、错油)、变桨减速器齿轮与轴承齿圈啮合间隙过大、叶片未准确调零位、环境原因造成的突变载荷等因素也会诱发变桨轴承开裂。
[0011]现有技术多采用各型式传感器(如声学、压电效应、温度、位移等)、采集装置、信号发生器、独立处理器和无线通信装置实现变桨轴承裂纹监测功能。经调研，存在以下不足：
[0012]1)因硬件部署复杂度较高，易使功能可靠性变差；
[0013]2)部署传感器、采集装置、独立处理器(计算机)等硬件，会产生较高附加成本；
[0014]3)裂纹监测功能未集成至风机主控系统，相对独立，对风机健康运行状态不友好。
技术实现思路
[0015]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置及方法，解决现有技术存在的易使功能可靠性变差、附加成本较高等问题。
[0016]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
[0017]一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，包括电源、变桨轴承、阻抗元件，变桨
轴承的外圈端面与阻抗元件相互串联构成串联体，电源的一极、串联体、电源的另一极依次电连接构成闭合回路，利用阻抗元件的阻值变化监测变桨轴承的裂纹情况。
[0018]作为一种优选的技术方案，阻抗元件包括电灯，变桨轴承的外圈端面与电灯相互串联构成串联体。
[0019]作为一种优选的技术方案，阻抗元件包括电流继电器、蜂鸣器，变桨轴承的外圈端面与电流继电器相互串联构成串联体，蜂鸣器与电流继电器的常开触点电相连。
[0020]作为一种优选的技术方案，还包括PLC、数字量输出模块，阻抗元件包括模拟量采集模块，变桨轴承的外圈端面与模拟量采集模块相互串联构成串联体，模拟量采集模块、PLC、数字量输出模块依次电连接。
[0021]作为一种优选的技术方案，变桨轴承的外圈端面涂刷有导电漆。
[0022]一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测方法，采用所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，包括以下步骤：
[0023]A1，清洁变桨轴承的外圈端面；
[0024]A2，使用绝缘漆沿变桨轴承的外圈端面涂刷；
[0025]A3，外接电源，电源与电灯、变桨轴承的外圈端面分别电连接形成回路；
[0026]A4，监测变桨轴承的外圈端面的裂纹情况：根据电灯的状态，判断变桨轴承的外圈端面的裂纹情况。
[0027]一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测方法，采用所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，包括以下步骤：
[0028]B1，清洁变桨轴承的外圈端面；
[0029]B2，使用绝缘漆沿变桨轴承的外圈端面涂刷；
[0030]B3，外接电源，电源与电流继电器、变桨轴承的外圈端面分别电连接形成回路；
[0031]B4，监测变桨轴承的外圈端面的裂纹情况：电源电压稳定时，根据蜂鸣器声音，判断变桨轴承的外圈端面的裂纹情况：当电流继电器输入电流大于等于设置的基础定值时，继电器不动作，常开触点不闭合，蜂鸣器不响，说明导电漆完好，导电漆表面不存在裂纹；当电流继电器输入电流小于设置的基础定值或小于0.8倍设置的基础定值时，继电器动作，常开触点闭合，蜂鸣器响，说明导电漆导通电阻增大，导电漆表面存在裂纹。
[0032]一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测方法，采用所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，包括以下步骤：
[0033]C1，清洁变桨轴承的外圈端面；
[0034]C2，使用绝缘漆沿变桨轴承的外圈端面涂刷；
[0035]C3，外接电源，电源与模拟量采集模块、变桨轴承的外圈端面分别电连接形成回路；
[0036]C4，模拟量采集模块输入端采集电流值，电流值传回设于风电机组机舱的PLC；
[0037]C5，更新风电机组PLC程序，增加一组判断逻辑、一组告警指令和一组停机指令，监测变桨轴承的外圈端面的裂纹情况：当采集电流值大于等于设置的基础定值时，PLC判断变桨轴承无裂纹，告警指令不触发，停机指令也不触发；当采集电流值小于设置的基础定值时，PLC判断变桨轴承出现裂纹，告警指令触发，但停机指令不触发，不执行停机；当采集电流值小于0.8倍设置的基础定值时，主控判断变桨轴承出现严重裂纹，告警指令触发，停机
指令也触发，同步执行停机；其中，PLC输出指令由数字量输出模块提供，有0和1两个量，0代表低电平，1代表高电平，高电平为告警指令和停机指令的有效电平。
[0038]作为一种优选的技术方案，还包括第一电缆、第二电缆、用于支撑第一电缆和第二电缆的支架，模拟量采集模块通过第一电缆、第二电缆与变桨轴承的外圈端面电连接，支架与变桨轴承的内圈端面连接。
[0039]作为一种优选的技术方案，还包括拉簧，第一电缆和第二电缆以滑动方式置于拉簧上，拉簧的一端与变桨轴承的内圈端面固定，拉簧的另一端与轮毂内一点固定。
[0040]本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
[0041](1)本专利技术基于电化学原理实现裂纹监测功能，通过现场试验确定可行性，导电漆涂层实施便捷，实现原理相比已有技术更直观、简单；
[0042](2)本专利技术无附加传感器、采集器、信号发生器、独立处理器等硬件，成本低，安装简便，可靠性较高；
[0043](3)本专利技术将逻辑判断环节直接嵌入已有主控系统进行功能集成，将系统代码进行小幅更新，使变桨轴承端面裂纹监测功能成为风机逻辑组件，内化在主控系统内；
[0044](4)本专利技术有效利用风机轮毂内已有但未使用的输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，其特征在于，包括电源(1)、变桨轴承(2)、阻抗元件，变桨轴承(2)的外圈端面与阻抗元件相互串联构成串联体，电源(1)的一极、串联体、电源(1)的另一极依次电连接构成闭合回路，利用阻抗元件的阻值变化监测变桨轴承(2)的裂纹情况。2.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，其特征在于，阻抗元件包括电灯(3)，变桨轴承(2)的外圈端面与电灯(3)相互串联构成串联体。3.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，其特征在于，阻抗元件包括电流继电器(4)、蜂鸣器(5)，变桨轴承(2)的外圈端面与电流继电器(4)相互串联构成串联体，蜂鸣器(5)与电流继电器(4)的常开触点电相连。4.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，其特征在于，还包括PLC(7)、数字量输出模块(8)，阻抗元件包括模拟量采集模块(6)，变桨轴承(2)的外圈端面与模拟量采集模块(6)相互串联构成串联体，模拟量采集模块(6)、PLC(7)、数字量输出模块(8)依次电连接。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，其特征在于，变桨轴承(2)的外圈端面涂刷有导电漆。6.一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测方法，其特征在于，采用权利要求2、5任一项所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，包括以下步骤：A1，清洁变桨轴承(2)的外圈端面；A2，使用绝缘漆沿变桨轴承(2)的外圈端面涂刷；A3，外接电源(1)，电源(1)与电灯(3)、变桨轴承(2)的外圈端面分别电连接形成回路；A4，监测变桨轴承(2)的外圈端面的裂纹情况：根据电灯(3)的状态，判断变桨轴承(2)的外圈端面的裂纹情况。7.一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测方法，其特征在于，采用权利要求3、5任一项所述的一种风电机组变桨轴承端面裂纹监测装置，包括以下步骤：B1，清洁变桨轴承(2)的外圈端面；B2，使用绝缘漆沿变桨轴承(2)的外圈端面涂刷；B3，外接电源(1)，电源(1)与电流继电器(4)、变桨轴承(2)的外圈端面分别电连接形成回路；B4，监测变桨轴承(2)的外圈端面的裂纹情况：电源(1)电压稳定时，根据蜂鸣器(5)声音，判断变桨轴承(2)的外圈...
【专利技术属性】
技术研发人员：张强，党哲辉，戴立伟，田松涛，杨鹏诚，
申请(专利权)人：大唐凉山新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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