变桨轴承状况监测制造技术

本公开涉及通过在角向旋转期间测量变桨轴承的内环与外环之间的距离的变化来进行风力涡轮变桨轴承的状况监测

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变桨轴承状况监测


[0001]本专利技术涉及通过在角向
(angular)
旋转期间测量变桨轴承的内环与外环之间的距离的变化来进行风力涡轮变桨轴承的状况监测
。

技术介绍

[0002]风力涡轮变桨轴承在操作期间经受高负载
。
由于在变化的状况下操作的固有可变性，预测变桨轴承的失效是有问题的
。
变桨轴承的典型使用将涉及多达
90
度的最大旋转范围，但是对于变桨轴承操作的大多数时间，旋转量可能小得多，例如仅几度
。
例如响应于风速以优化风力涡轮的负载进行的小的重复和不可预测的变化典型地导致严重磨损，这种磨损最终可能会导致开裂，并且在极端情况下，导致灾难性失效
。
因此，能够在风力涡轮的操作寿命内定期地监测变桨轴承的状况是重要的
。
这典型地可通过定期目视检查
、
针对过度磨损或开裂的任何迹象的检查以及周期性地更新润滑剂来完成，例如如在
EP 2937564B1
中所公开的那样
。
在一些情况下，可通过安装轴承压缩条带来防止或减少可能最终导致开裂的过度负载，例如如在
EP 3344884B1
中所公开的那样
。
然而，这将不会防止或减少变桨轴承的内部零件
、
即变桨轴承结构的轴承和座圈的磨损
。
[0003]测量在变桨移动期间变桨轴承的振动量可用于确定变桨轴承的状况，如例如在
EP 3511562 A1
中所公开的那样
。
然而，测量振动或声发射可能因除了由轴承和环本身产生的振动源之外的振动源而为复杂的
。
因此，提供一种监测风力涡轮变桨轴承的状况的方法将是有利的，该方法可避免或可能加强现有的振动测量技术
。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的第一方面，提供了一种监测风力涡轮的变桨轴承的状况的方法，该变桨轴承包括附接到风力涡轮的叶片的第一环和附接到风力涡轮的轮毂的第二环，该方法包括：
[0005]将位移传感器安装到变桨轴承，以测量第一环与第二环之间的距离；
[0006]使第一环相对于第二环在角向范围内旋转；以及
[0007]在使第一环相对于第二环在角向范围内旋转时，记录第一环相对于第二环的角向位置和由位移传感器测量的距离
。
[0008]在典型的风力涡轮变桨轴承中，第一环是外环，并且第二环是内环
。
在备选示例中，该内环可连接到叶片，并且该外环可连接到轮毂
。
[0009]位移传感器可安装成测量平行于变桨轴承的旋转轴线的距离
。
所测量的实际距离不需要完全平行，只要所测量的距离的可测量分量平行于旋转轴线即可
。
所测量的距离使得能够度量
(measure)
环相对于彼此旋转的均匀程度，因为任何不均匀性将趋向于导致轴向位移
。
在一些情况下，安装位移传感器来测量正交于旋转轴线的位移可能是有利的或优选的，例如，其中环中的一个的均匀平表面是不可接近或不可用的，而该环的弯曲表面相反地仅可用于对其测量
。
[0010]可在风力涡轮的主转子静止时
、
即在风力涡轮不操作时执行记录的步骤
。
在这种记录期间，风力涡轮的
(
典型的
)
三个叶片中的一个叶片可使其纵向轴线竖直地对齐
。
在一些情况下，可在主转子正在旋转时
、
即在风力涡轮操作时执行记录的步骤
。
在风力涡轮转子静止时执行记录的步骤避免由风力涡轮转子的旋转产生的任何负载变化干扰位移测量结果
。
在主转子正在旋转时执行记录的步骤在一些情况下可为有用的，例如以提供对风力涡轮的一个或多个变桨轴承在使用
(service)
期间的更连续的监测
。
在这种记录期间还可记录风力涡轮转子的定向，使得可知道叶片随时间的位置，以允许考虑到波动负载
。
主转子的定向可从风力涡轮的控制器获得，或者可例如通过使用主转子上的光学编码器或定向传感器来测量
。
[0011]记录的角向位置可从以下的测量结果中导出：
[0012]重力矢量；
[0013]经过的时间和旋转速率；或
[0014]第二环相对于第一环的检测位置
。
[0015]从重力矢量测量角向位置可例如通过在正在旋转的环
、
即附接到叶片的环上安装加速度计或定向传感器来完成
。
然后可基于叶片相对于水平线的已知定向来确定如所测量的定向
。
被测量的变桨轴承的旋转轴线可例如水平地定向，并且角向范围通过重力矢量在竖直线和水平线之间的变化
(
即在
90
度范围内
)
来测量，其代表风力涡轮变桨轴承的典型的完全正常操作范围
。
[0016]测量经过的时间和旋转速率可备选地用于确定角向位置，因为开始位置和结束位置将是已知的，并且旋转的速率可为均匀的
。
[0017]角向位置的备选测量可通过例如通过变桨轴承上的编码器检测第二环相对于第一环的位置来提供
。
在一些情况下，可通过检测变桨轴承上的螺栓的经过来确定位置，该螺栓将趋向于以规则地隔开的间隔放置
。
[0018]该方法可包括确定在角向范围内的测量距离的变化以及基于该变化估计变桨轴承的状况
。
[0019]根据本专利技术的第二方面，提供了一种确定风力涡轮的变桨轴承的状况的方法，该变桨轴承包括附接到风力涡轮的轮毂的第一环
、
附接到风力涡轮的叶片的第二环以及旋转轴线，该方法包括：
[0020]提供对第一环相对于第二环的角向位置以及在角向范围内第一环与第二环之间的距离的记录；
[0021]确定在该角向范围内距离的变化；以及
[0022]基于该变化来估计变桨轴承的状况
。
[0023]根据第一方面或第二方面，估计变桨轴承的状况可包括将测量距离的变化与以下中的一项或多项进行比较：
[0024]先前存储的针对变桨轴承的测量距离的变化；
[0025]针对变桨轴承的距离的模拟变化；
[0026]记录的针对相同类型的一个或多个其他变桨轴承的测量距离的变化
。
[0027]先前存储的测量距离的变化可例如是在相同轴承上原位执行
、
即在风力涡轮上执行的一个或多个先前的测量，或者可为在安装之前执行的测量
。
先前存储的变化由此可提
供基准来与测量结果进行比较，从而能够检测随时间的改变
。
[0028]变桨轴承的距离的模拟变化可用于代替先前存储的测量结果用于比较或与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种监测风力涡轮的变桨轴承
(100)
的状况的方法，所述变桨轴承包括附接到所述风力涡轮的叶片的第一环
(103,703)
和附接到所述风力涡轮的轮毂的第二环
(102)
，所述方法包括：将位移传感器
(105,705)
安装到所述变桨轴承
(100)
，以测量所述第一环
(103,703)
与所述第二环
(102)
之间的距离；使所述第一环
(103)
相对于所述第二环
(102)
在角向范围内旋转；以及在使所述第一环
(103)
相对于所述第二环
(102)
在所述角向范围内旋转时，记录所述第一环
(103,703)
相对于所述第二环
(102)
的角向位置
(204)
以及由所述位移传感器
(105,705)
测量的距离
(205a,205b)。2.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一环
(103,703)
是所述变桨轴承
(100)
的内环，并且所述第二环
(102)
是所述变桨轴承
(100)
的外环
。3.
根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述位移传感器
(105,705)
安装成测量平行于所述变桨轴承
(100)
的旋转轴线的距离
。4.
根据任一前述权利要求所述的方法，其中，在所述风力涡轮的主转子静止时执行记录的步骤
。5.
根据任一前述权利要求所述的方法，其中，记录的角向位置
(204)
从以下的测量结果中导出：重力矢量；经过的时间和旋转速率；或所述第二环
(102)
相对于所述第一环
(103)
的检测位置
。6.
根据任一前述权利要求所述的方法，包括确定在所述角向范围内所测量距离
(205a,205b)
的变化，以及基于所述变化来估计所述变桨轴承
(100)
的状况
。7.
一种确定风力涡轮的变桨轴承
(100)
的状况的方法，所述变桨轴承
(100)
包括附接到所述风力涡轮的叶片的第一环
(103,703)
和附接到所述风力涡轮的轮毂的第二环
(102)
，所述方法包括：提供对所述第一环
(103)
相对于所述第二环
(102)
的角向位置
(204)
以及在角向范围内所述第一环
(103)
与所述第二环
(102)
之间的距离
(205a,205b)
的记录；确定在所述角向范围内所述距离的变化；以及基于所述变化来估计所述变桨轴承
(100)
的状况
。8.
根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，估计所述变桨轴承
(100)
的状况包括将所测量距离
(205a,205b)
的所述变化与以下中的一项或多项进行比较：先前存储的针对所述变桨轴承
(100)
的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：因赛特分析解决方案控股有限公司，
类型：发明
国别省市：