一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110285964A(43)申请公布日2019.09.27(21)申请号201910706522.6(22)申请日2019.08.01(71)申请人河海大学常州校区地址213022江苏省常州市晋陵北路200号(72)发明人陈曦晖李冠夫魏宇宏李泽应罗成名(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人张赏(51)Int.Cl.G01M13/021(2019.01)G01D21/02(2006.01)G05D27/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统(57)摘要本发明提供了一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，包括风电齿轮箱油液监测液压回路、油液数据监测模块、油液监测数据采集处理模块、风电高空机舱实时监控显示模块、远程无线地面监控以及故障诊断数据库。本发明通过设计风电齿轮箱油液监测液压回路，以PLC及相关扩展模块为核心，全面监测油液磨粒、水分、粘度、温度、液位、压力等特征数据，并进行综合分析处理；在融入基于油液监测特征的故障诊断数据库的基础上，实现风电齿轮箱状态诊断。本发明通过对风电齿轮箱油液数据的获取与分析实现风电齿轮箱状态实时在线监测，对风力发电机组的日常维护具有重要意义。CN110285964ACN110285964A权利要求书1/2页1.一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，其特征在于，包括：风电齿轮箱油液监测液压回路，用于对油液监测回路进行流量控制，并提供监测风电齿轮箱油液参数的接口；油液数据监测模块，用于对风电齿轮箱油液中铁或非铁颗粒，油液中含水率，油液粘度，油液温度，油液液位和油液压力进行监测；油液监测数据处理模块，用于获取油液监测数据并进行数据处理，获得风电齿轮箱油液监测特征并进行储存；风电高空机舱实时监控显示模块，通过串口与PLC模块连接，用于实现各传感器监测数据的存储和显示；远程无线地面监控系统在PLC模块基础上，连接CP234.1以太网模块，并连接HJ8900远程控制模块，建立无线以太网用于风电高空机舱和地面监控的远程通讯；以及故障诊断数据库，用于建立油液监测特征和风电齿轮箱典型故障的对应关系，基于油液实时监测特征数据，对当前风电齿轮箱状态进行诊断。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，其特征在于，所述风电齿轮箱油液监测液压回路由依次连接的可控电动机，齿轮泵，可控比例阀，磨粒传感器接口，温度传感器接口，过滤器，压差继电器，水分传感器接口，热交换器冷却单元，粘度传感器接口，压力控制器，液位传感器接口和压力传感器接口构成；所述可控电动机用于控制齿轮泵工作，所述可控比例阀用于实现油液监测回路流量控制，所述过滤器用于过滤油液中的干扰杂质，所述压差继电器用于检测过滤器是否堵塞，所述热交换器冷却单元用于对油液进行降温处理，所述压力控制器用于实现回油压力控制，油液通过回油口返回至风电齿轮箱；各传感器接口接入相应的传感器，用于齿轮箱油液多参数监测。3.根据权利要求1所述的一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，其特征在于，所述油液数据监测模块包括：在线磨粒监测传感器，采用ANALEXrs电磁式在线磨粒传感器，安装在风电齿轮箱油液监测回路的磨粒传感器接口上，用于油液中铁或非铁颗粒的监测和计数，并提供颗粒的大小与形态分布信息，发现并进行故障报警；在线水分监测传感器，基于电阻化学抗谱设计，安装在风电齿轮箱油液监测回路的水分传感器接口上，用于监测油液中含水率；在线粘度监测传感器，采用JCV.1000粘度传感器，安装在风电齿轮箱油液监测回路的粘度传感器接口上，用于监测油液粘度；在线温度监测传感器，采用PT100贴片温度传感器，安装在风电齿轮箱油液监测回路的温度传感器接口上，所述在线温度监测传感器接入回路油液中，用于监测油液温度；在线液位监测传感器，采用MPM4700型智能液位变送器，安装在风电齿轮箱油液监测回路的液位传感器接口上，所述在线液位监测传感器贯穿安装于风电齿轮箱壳体，用于监测风电齿轮箱内部油液液位；以及在线压力监测传感器，采用HDA4400系列压力传感器，安装在风电齿轮箱油液监测回路的压力传感器接口上，所述在线压力监测传感器贯穿安装于风电齿轮箱壳体上，用于监测风电齿轮箱中油液压力。2CN110285964A权利要求书2/2页4.根据权利要求3所述的一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统，其特征在于，所述油液监测数据处理模块由PLC模块和模拟量采集扩展模块构成；所述在线水分监测传感器和在线粘度监测传感器通过RS485串口与PLC模块进行硬件连接，并建立基于MODBUS的主从控制模式；设定所述PLC模块为主机，所述在线水分监测传感器和在线粘度监测传