本发明专利技术涉及用于监测风力涡轮的方法和系统。一种用于风力涡轮(100)的监测系统(200)，监测系统包括：至少一个声传感器(204)，其构造成测量(502)由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射；和控制系统，其构造成基于测量的声发射计算(504)构件的至少一个磨损特性。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少一个。
【技术实现步骤摘要】
本文中描述的主题大体涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于监测风カ涡轮的方法和系统。
技术介绍
通常，风カ涡轮包括转子，其包括具有多个转子叶片的可旋转的轮毂组件。转子叶片将风能转化成机械的旋转カ矩，其经由转子驱动ー个或更多个发电机。发电机有时但不是总是通过变速箱旋转地联接到转子。变速箱为发电机提升转子的固有低转速以有效地将旋转机械能转化为电能，其经由至少ー个电连接件供给到公用电网。也存在无传动装置的直接驱动的风カ涡轮。转子、发电机、变速箱以及其它构件典型地安装在罩壳或机舱内，罩壳或机舱定位在塔架的顶部上。至少有些已知的风カ涡轮包括一个或更多个构件，诸如轴承、齿轮和/或转子叶片，其可随着时间的过去变得磨损或损坏。为了检测这种构件损坏，已知的风カ涡轮常常包括监测系统，其在风カ涡轮的操作期间测量由构件产生的振动。这种监测系统可能是复杂的和/或可能需要相当数量的计算资源，以从测量的振动提取构件损坏信息。
技术实现思路
在一个实施例中，提供用于风カ涡轮的监测系统，其包括构造成測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射的至少ー个声传感器、和构造成基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性的控制系统。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个。在另ー实施例中，提供用于风カ涡轮的监测系统，其包括构造成測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射的至少ー个声传感器、和构造成基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性的控制系统。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个，其中控制系统构造成进行如下操作中的至少ー个 控制风力涡轮的操作和发送磨损特性至数据处理系统。在又一实施例中，提供监测风力涡轮的方法，其包括測量由风カ涡轮的至少ー个构件产生的声发射、和基于测量的声发射计算构件的至少ー个磨损特性。磨损特性包括构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和构件上的预测磨损量中的至少ー个。附图说明图1是示例性风カ涡轮的透视图。图2是适合于与图1中示出的风カ涡轮一起使用的示例性机舱的局部截面图。图3是适合于与图1中示出的风カ涡轮一起使用的示例性监测系统的示意图。图4是适合于与图3中示出的监测系统一起使用的示例性声信号处理系统的示意图。图5是适合于与图4中示出的声信号处理系统一起使用的示例性接ロ模块的示意图。图6是适合于与图3中示出的监测系统一起使用的监测风力涡轮的示例性方法的流程图。部件列表100风カ涡轮102塔架104支撑表面106机舱108转子110轮毂112转子叶片114风116偏航轴线118转子叶根部分120负载转移区122转子叶尖部分124旋转轴线126转子叶片表面区域128变桨轴线130变桨组件131变桨驱动马达132发电机134转子轴136变速箱138高速轴140联轴器142支撑件144支撑件146偏航驱动机构148气象杆150涡轮控制系统152前支撑轴承154后支撑轴承156传动系200监测系统202润滑系统204声传感器206温度传感器〔0048〕208数据处理系统^00493210数据总线^00503212风电场控制中心^00513300声信号处理系统〔0052〕302接 口模块〔0053〕304磨损诊断模块^00543306信号处理模块〔0055〕308数据库^00563312放大器模块^00573314滤波器模块^00583316转化器模块〔0059〕400平滑(細。。让土！^)模块^00603402减法模块^00613404零交叉计算模块^00623406能量计算模块〔0063〕408关联模块^00643410交叉峰值评估模块^00653412构件分析模块^00663414频率解释模块〔0067〕416关联模块^00683418能量峰值评估模块^00693420模式识别模块^00703500示例性方法^00713502测量由风力涡轮的至少一个构件产生的声发射〔0072〕504基于测量的声发射计算构件的至少一个磨损特性〔0073〕506存储代表构件上的磨损量的至少一个历史值〔0074〕508基于计算的磨损特性控制润滑系统的操作具体实施例方式〔0075〕 如本文中所描述的，监测系统测量由风力涡轮的构件产生的一个或更多个声发 射，并产生表示测量的声发射的信号。在一个实施例中，监测系统基于测量的转子转速、构 件形状参数和信号计算信号的零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和I或声 能频率。零交叉振幅、零交叉峰值振幅、零交叉率、声能振幅和I或声能频率用于确定构件 的一个或更多个磨损特性，诸如构件上的当前磨损量、构件上的磨损速率和丨或构件上的 将来或预测的磨损量。当前磨损量、磨损速率和7或预测磨损量可用于控制风力涡轮的操 作。例如，可基于当前磨损量、磨损速率、预测磨损量和I或基于测量的润滑流体温度控制 润滑系统的操作。〔0076〕 图1是示例性风力涡轮100的示意图。在示例性实施例中，风力涡轮100是横轴 式风力涡轮。替代地，风力涡轮100可以是竖轴式风力涡轮。在示例性实施例中，风力涡轮100包括从支撑表面104延伸并且联接到支撑表面104的塔架102。例如，利用地脚螺栓或经由基础安装件(都未示出)塔架102可联接到表面104。机舱106联接到塔架102，并且转子108联接到机舱106。转子108包括可旋转的轮毂110以及联接到轮毂110的多个转子叶片112。在示例性实施例中，转子108包括三个转子叶片112。替代地，转子108可具有使风カ涡轮100能够如本文所述起作用的任何适合的数目的转子叶片112。塔架102可具有使风カ涡轮100能够如本文所述起作用的任何适合的高度和/或结构。转子叶片112围绕轮毂110隔开以有助于使转子108旋转，从而将来自风114的动能转化成可用的机械能，并且随后转化成电能。转子108和机舱106在偏航轴线116上围绕塔架102旋转以控制转子叶片112关于风114的方向的投影(perspective)。通过在多个负载转移区120处将转子叶根部分118联接到轮毂110，转子叶片112配合到轮毂110。 负载转移区120每个具有轮毂负载转移区和转子叶片负载转移区(都未在图1中示出)。 引起到转子叶片112的负载经由负载转移区120转移到轮毂110。每个转子叶片112还包括转子叶尖部分122。在示例性实施例中，转子叶片112具有在近似30米(m) (99英尺(ft))与近似 120m(394ft)之间的长度。替代地，转子叶片112可具有使风カ涡轮100能够如本文所述起作用的任何适合的长度。例如，转子叶片112可具有小于30m或大于120m的适合的长度。 当风114接触转子叶片112吋，升力引起到转子叶片112并且当转子叶尖部分122被加速时引起转子108围绕旋转轴线124的旋转。转子叶片112的桨距角(未示出)，即确定转子叶片112关于风114的方向的投影的角度，可通过变桨组件(未在图1中示出)改变。具体地，增大转子叶片112的桨距角减小暴露于风114的转子叶片表面区域1 的量，而相反地，减小转子叶片112的桨距角増大暴露于风114的转子叶片表面区域126的量。转子叶片112的桨距角在每个转子叶片112 处围绕变桨轴线1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·德，S·K·帕尔，N·R·纳达姆帕利，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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