磁悬浮飞轮储能装置及其故障诊断方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CN103208880B(45)授权公告日(45)授权公告日2015.02.25(21)申请号201310086078.5审查员宗雪娇(22)申请日2013.03.18(73)专利权人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人杨立平韩永杰藤万庆(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)G01M13/04(2006.01)(56)对比文件CN102437675A,2012.05.02,说明书第[0021]-[0028]段及图1-5.CN101917087A,2010.12.15,全文.CN102684365A,2012.09.19,全文.EP2210807A1,2010.07.28,全文.权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称磁悬浮飞轮储能装置及其故障诊断方法(57)摘要本发明的目的在于提供磁悬浮飞轮储能装置及其故障诊断方法，包括密封舱体和安装在密封舱体里的飞轮，密封舱体里设置上机械轴承基座和下机械轴承基座，上机械轴承基座里安装上机械轴承，下机械轴承基座安装下机械轴承，飞轮通过飞轮的飞轮轴安装在上机械轴承和下机械轴承上，在上机械轴承和飞轮之间安装轴向磁轴承，在下机械轴承和飞轮之间安装电动发电一体机。本发明具有多部件实时故障诊断能力，基于信息融合的故障诊断方法准确率高，运行过程的能量损耗低，且具有被动容错能力。CN103208880BCN103208880B权利要求书1/1页1.磁悬浮飞轮储能装置，其特征是：包括密封舱体和安装在密封舱体里的飞轮，密封舱体里设置上机械轴承基座和下机械轴承基座，上机械轴承基座里安装上机械轴承，下机械轴承基座安装下机械轴承，飞轮通过飞轮的飞轮轴安装在上机械轴承和下机械轴承上，在上机械轴承和飞轮之间安装轴向磁轴承，在下机械轴承和飞轮之间安装电动发电一体机；上机械轴承基座上安装上轴承温度传感器和上机械轴承加速度计，下机械轴承基座上安装下轴承温度传感器和下机械轴承加速度计，轴向磁轴承外壁上安装轴向磁轴承温度传感器，密封舱体顶部、飞轮轴的轴线上安装磁电位移传感器，上机械轴承基座的上方安装磁电转速传感器，电动发电一体机的定子外壁上安装电动发电一体机温度传感器和电动发电一体机加速度计，密封舱体上部设置密封接头和连接电缆，电动发电一体机、轴向磁轴承以及上述所有温度传感器、位移传感器、转速传感器、加速度计均与连接电缆相连。2.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征是：飞轮轴的轴线与密封舱体竖直中心线重合。3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征是：所述的下机械轴承为角接触轴承。4.磁悬浮飞轮储能装置的故障诊断方法，采用权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置，其特征是：(1)磁电转速传感器检测飞轮实际转速，根据前一时刻飞轮实际转速及当前时刻电动发电一体机的输入或输出电压，输出飞轮的理论转速，并与飞轮实际转速共同作为输入进行一次故障诊断，若二转速之差大于设定阈值，则电动发电一体机或上机械轴承、下机械轴承存在故障；(2)以电动发电一体机温度传感器检测到的电动发电一体机当前时刻温度和前一时刻温度作为输入，根据两次温度与设定值的比较结果，进行故障诊断，以当前时刻及前一时刻定子表面加速度计测得的振动加速度为输入再进行电动发电一体机的故障诊断，以两次故障诊断的结果作为输入进行局部信息融合，得出故障诊断初步结果；(3)以上、下机械轴承温度传感器测得当前时刻及前一时刻信号进行上机械轴承、下机械轴承故障诊断，再以上、下机械轴承加速度计测得当前时刻及前一时刻信号作为输入进行上机械轴承、下机械轴承故障诊断，以两次故障诊断结果作为输入进行局部信息融合，得出上、下机械轴承故障诊断初步结果；(4)将通过步骤(1)～(3)得到的结果作为输入进行故障信息融合，得到电动发电一体机、上机械轴承、下机械轴承的故障定位及故障估计结果；(5)以轴向磁轴承的温度传感器检测到的当前时刻及前一时刻温度信号作为输入进行一次轴向磁轴承故障诊断，再以磁电位移传感器检测到的轴向位移作为输入，根据轴向位移与设定值的比较结果，进行一次轴向磁轴承的故障诊断，对两次诊断结果进行故障信息融合，得出轴向磁轴承的故障状态；(6)当诊断为电动发电一体机出现故障时，则进行断电及报警处理；当诊断为上、下机械轴承出现故障时，则进行断电处理或紧急制动；当诊断为轴向磁轴承出现故障时，则将轴向磁轴承断电。2CN103208880B说明书1/4页磁悬浮飞轮储能装置及其故障诊断方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种飞轮储能装置及飞轮储能装置的故障诊断方法。背景技术[0002]目前，由于自然环境的日益恶化