【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机轴承温度监测，特别涉及一种风冷发电机轴承实时测温系统。
技术介绍
1、风冷也称为空冷，现有的大型水轮发电机的冷却方式有空冷式、水冷式和蒸发冷却式。其中空冷由于结构简单，是一种主流冷却方式。空冷方式有自循环通风冷却和强迫通风冷却两种。自循环通风冷却，是利用发电机本身的部件驱动空气流动。发电机转子支臂是板状结构，多个支臂沿发电机主轴径向排列，也称为支架副板，电机旋转时支架副板像离心风机的叶片一样驱动空气向磁轭方向流动，形成转子径向风扇。由于支架幅板两边的环形端面阻挡，气流只能进入磁轭通风隙，然后通过转子磁极间的缝隙进入定子铁芯通风隙，最后到了机座的空间，气流通过的地方热量被带走，实现了转子磁轭、磁极线圈、定子绕组、定子铁芯的降温，可以通过设置空气冷却器来冷却气流。
2、轴承是风冷发电机的重要组成部分，以伞式结构的水轮发电机为例，有上导轴承、下导轴承和推力轴承，上导轴承安装在转子的上部，下导轴承和推力轴承安装在转子的下部。为了保证轴承在规定的温度范围内运行，通常轴承的润滑油箱内安装有冷却器。
3、现有技术中，只是在每个轴瓦内安装电阻式温度传感器，来实现对轴承的轴瓦温度进行监视。测量点单一，无法满足对轴承各个部分温度的监视。因为，轴承各个结构之间存在着热传导，某个结构出现热传导问题，就会影响到整个轴承的散热效果。同时，轴承和发电机主轴和安装在主轴上的连接结构之间也存在热传导，发电机转子的热量也会传输到轴承相应结构上，造成轴承温度异常。因此，有必要研究发电机转子等其他部位的温度对轴承温度的影响。
技术实现思路
1、本专利技术可以实时监测发电机轴承每个组成结构的温度。同时，建立发电机转子温度分布情况与轴承温度之间的联系，判断哪部分的温度对轴承温度的影响最大，优先调整相应区域的温度，实现间接降低轴承温度的效果，为发电机的热管理提供了新的策略。
2、本专利技术提出的技术方案为：一种风冷发电机轴承实时测温系统，包括：
3、第一测温模块，所述第一测温模块被配置为能够按照预设频率一采集第一测温点的第一图像数据，所述第一图像数据用于表示风冷发电机轴承的温度分布特征；
4、第二测温模块，所述第二测温模块被配置为能够按照预设频率二采集第二测温点的第二图像数据，所述第二图像数据用于表示风冷发电机转子的温度分布特征；
5、第三测温模块，所述第三测温模块被配置为能够按照预设频率三采集第三测温点的温度数据，并绘制温度曲线图，所述温度曲线图用于表示风冷发电机冷却介质的温度分布特征；
6、处理模块，所述处理模块包括数据采集模块和温度监测模块，所述数据采集模块分别与第一测温模块、第二测温模块和第三测温模块连接，用于实时获取第一图像数据、第二图像数据和第三图像数据；
7、所述温度监测模块内设置有温度监测模型，所述温度监测模型用于建立风冷发电机轴承的温度分布特征、风冷发电机冷却介质的温度分布特征和风冷发电机转子的温度分布特征之间的关系，以分析影响风冷发电机轴承的温度因素，辅助发电机的热管理。
8、优选的，所述第一测温模块被配置为能够按照预设频率一采集第一测温点的第一图像数据，包括：
9、获取预设频率一，第一测温模块根据预设频率一获取预设时间段内的风冷发电机轴承的红外热图像，所述红外热图像包括上导轴承红外热图像、下导轴承红外热图像和推力轴承红外热图像中的一种或者多种；
10、分别对上导轴承红外热图像、下导轴承红外热图像或推力轴承红外热图像进行预处理，形成上导轴承红外热图像集、下导轴承红外热图像集和推力轴承红外热图像集；
11、所述第一图像数据包括上导轴承红外热图像集、下导轴承红外热图像集、推力轴承红外热图像集中的一种或者多种。
12、优选的，所述第二测温模块被配置为能够按照预设频率二采集第二测温点的第二图像数据，包括：
13、获取预设频率二，第二测温模块根据预设频率二获取预设时间段内的风冷发电机转子和定子的红外热图像；
14、对风冷发电机转子和定子的红外热图像进行预处理，形成转子和定子热图像集；
15、所述第二图像数据包括转子和定子热图像集。
16、优选的，所述第三测温模块被配置为能够按照预设频率三采集第三测温点的温度数据，并绘制温度曲线图，包括以下步骤：
17、获取预设频率三，第三测温模块根据预设频率三获取风冷发电机内部冷却介质一的温度数据和轴承内部冷却介质二的温度数据；
18、对冷却介质一的温度数据进行预处理后，构成冷却介质一温度时间序列，其中，，分别表示在时刻到时刻时间段内第个位置处的介质一的温度值，，；
19、对轴承内部冷却介质二的温度数据进行预处理后，构成冷却介质二温度时间序列，其中分别表示在时刻到时刻时间段内第个位置处的冷却介质二的温度值，；
20、根据介质一温度时间序列绘制介质一在第个位置处的温度变化曲线图；
21、根据介质二温度时间序列绘制介质二在第个位置处的温度变化曲线图。
22、优选的，所述温度监测模型用于建立风冷发电机轴承的温度分布特征、风冷发电机冷却介质的温度分布特征和风冷发电机转子的温度分布特征之间的关系，包括以下步骤：
23、获取风冷风机轴承的温度分布特征，构成温度分布特征集一；
24、获取风冷发电机冷却介质的温度分布特征，构成温度分布特征集二；
25、获取风冷发电机转子的温度分布特征，构成温度分布特征集三；
26、以温度分布特征集一、温度分布特征集二和温度分布特征集三中的元素为输入变量输入到温度监测模型内；
27、输出风冷发电机冷却介质温度分布特征对风冷发电机轴承的温度分布特征的影响程度；
28、输出风冷发电机转子的温度分布特征对风冷发电机轴承的温度分布特征的影响程度。
29、优选的，所述获取风冷风机轴承的温度分布特征，构成温度分布特征集一，包括以下步骤：
30、按照预设的采集频率获取预设时间段内的风冷发电机的轴承红外热图像，并对轴承红外热图像进行预处理；
31、根据预设的阈值将预处理后的轴承红外热图像分为前景和背景；
32、基于梯度信息，将轴承红外热图像分割为不同的区域；
33、将像素点聚类到不同的区域，每个区域表示一个温度区间；
34、将每个区域与轴承相应的组成结构关联；
35、提取每个区域内的温度特征，构成温度特征值集和温度变化特征向量集；
36、所述温度特征值集为，其中，表示类型为的轴承第个区域的温度特征集；分别表示时刻类型为的轴承第个区域的平均温度、最高温度和最低温度；
37、所述温度变化特征向量集为，其中，表示轴承的红外热图像中从第个区域到第个区域的温度变化向量集，，表示轴承的组成结构的总数；表示时刻时，轴承的红外热图像中第个区域到第个区域的温度变化向量；其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述第一测温模块被配置为能够按照预设频率一采集第一测温点的第一图像数据，包括：
3.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述第二测温模块被配置为能够按照预设频率二采集第二测温点的第二图像数据，包括：
4.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述第三测温模块被配置为能够按照预设频率三采集第三测温点的温度数据，并绘制温度曲线图，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述温度监测模型用于建立风冷发电机轴承的温度分布特征、风冷发电机冷却介质的温度分布特征和风冷发电机转子的温度分布特征之间的关系，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述获取风冷风机轴承的温度分布特征，构成温度分布特征集一，包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时
8.根据权利要求7所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述获取风冷发电机转子的温度分布特征，构成温度分布特征集三，包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述温度分布特征集三为；
10.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述温度监测模型为随机森林模型；
...【技术特征摘要】
1.一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述第一测温模块被配置为能够按照预设频率一采集第一测温点的第一图像数据，包括：
3.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述第二测温模块被配置为能够按照预设频率二采集第二测温点的第二图像数据，包括：
4.根据权利要求1所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述第三测温模块被配置为能够按照预设频率三采集第三测温点的温度数据，并绘制温度曲线图，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种风冷发电机轴承实时测温系统，其特征在于，所述温度监测模型用于建立风冷发电机轴承的温度分布特征、风冷发电机冷却介质的温度分布特征和风冷发电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉良，
申请(专利权)人：浙江华科同安监控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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