风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102200186A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102200186A(43)申请公布日2011.09.28(21)申请号201110119989.4(22)申请日2011.05.10(71)申请人大连理工大学地址116100辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人王奉涛张亮张彬张洋洋(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉(51)Int.Cl.F16H61/12(2010.01)F03D11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统(57)摘要一种兆瓦级风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统，用于故障诊断领域。其特征是该系统包括加速度传感器、数据采集器、测量节点、无线网关、信号中转站、无线信号接收器、防火墙、数据库服务器、网络服务器、诊断中心、局域网和客户终端；监测时，加速度传感器设置在风电齿轮箱的顶部，其输出端接到数据采集器的输入端，数据采集器的输出端接到测量节点的输入端，测量节点的以无线方式接到无线网关，无线网关通过信号中转站接到无线信号接收器，接收器的输出端接到数据库服务器和网络服务器的输入端，网络服务器内置诊断中心，网络服务器的输出端通过局域网接到客户终端。本发明可实时监测齿轮箱的工作状态，且操作简单、快速可靠。CN10286ACCNN110220018602200191A权利要求书1/1页1.一种风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统，包括：加速度传感器(2)、数据采集器(3)、测量节点(4)、无线网关(5)、信号中转站(6)、无线信号接收器(7)、防火墙(8)、网络服务器(9)、诊断中心(10)、数据库服务器(11)、局域网(12)、客户终端(13)，其特征在于：在进行状态监测与故障诊断时，加速度传感器(2)安装在齿轮箱顶端，加速度传感器(2)的信号输出端接到数据采集器(3)的输入端，数据采集器(3)的输出端接到分布式结构设计的测量节点(4)的输入端，测量节点(4)输出端以无线方式接到无线网关(5)的输入端，无线网关(5)的输出端通过信号中转站(6)接到无线信号接收器(7)的输入端，无线信号接收器(7)的输出端在防火墙(8)的安全模式下接到网络服务器(9)和数据库服务器(11)的输入端，网络服务器(9)的输出端接到诊断中心(10)的输入端，同时网络服务器(9)的输出端还通过局域网(12)接到各个客户终端(13)的输入端，采用Hilbert时频分析与阶比分析相结合的诊断方法对信号进行处理，得到相应的诊断结果。2.如权利要求1所述的风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统，其特征是，加速度传感器(2)采用PCB353B04加速度传感器，频率范围为0.7～11000Hz，量程为±500gpk，分辨率为0.003g，温度范围为-54℃～+121℃，重量为10.5克。3.如权利要求1所述的风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统，其特征是，测量节点(4)采用NIWSN-3202型测量节点。4.如权利要求1所述的风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统，其特征是，无线网关(5)采用NIWSN-9791型网关，无线传感网络采用IEEE802.15.4协议。5.如权利要求1所述的风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统，其特征是，诊断中心(10)采用基于B/S结构的风电机组齿轮箱状态监测与故障诊断系统，诊断中心工作过程：先采用SVD降噪方法对信号进行降噪处理，然后采用Hilbert时频分析、阶比分析和包络谱分析相结合的诊断方法对振动信号进行实时分析，最后结合相关标准、故障特征和类似案例进行故障识别，得出诊断结论。2CCNN110220018602200191A说明书1/3页风力发电机组齿轮箱远程在线状态监测与故障诊断系统技术领域[0001]本发明涉及一套状态监测与故障诊断系统，具体是一种兆瓦级风力发电机组齿轮箱的远程在线状态监测与故障诊断系统，用于故障诊断领域。背景技术[0002]随着全球经济一体化的发展和人口的增长，能源的枯竭和环境的恶化已经成为了人类亟待解决的重要问题。风力发电已经成为解决世界能源问题不可或缺的重要力量，成为最具有商业化发展前景的成熟技术和新兴产业，并且有可能成为世界未来最重要的替代能源。但伴随着风电机组的广泛安装使用，风力发电机的故障成为一个不容忽视的问题。由于风电机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，使得风电机组故障频发。近年来，国内外风力发电机故障率最高的部件当数齿轮箱。我国的风场齿轮箱损坏率高达40～50％，