本發(fā)明屬于風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的方法。

背景技術(shù)：

目前常用的風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的檢測(cè)方法主要有兩種：一種是通過(guò)在風(fēng)力機(jī)主軸承處檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)分析振動(dòng)信號(hào)來(lái)判斷風(fēng)力機(jī)葉輪是否存在不平衡故障。另一種是通過(guò)在葉片正下方分別對(duì)三支葉片進(jìn)行拍照，通過(guò)比較三支葉片的成像是否完全一致來(lái)判斷風(fēng)力機(jī)葉輪是否存在不平衡故障。

風(fēng)力機(jī)葉輪質(zhì)量不平衡同樣會(huì)引起風(fēng)力機(jī)主軸承徑向、軸向振動(dòng)，僅通過(guò)在風(fēng)力機(jī)主軸承處檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)分析振動(dòng)信號(hào)無(wú)法區(qū)分風(fēng)力機(jī)葉輪是發(fā)生了質(zhì)量不平衡故障還是氣動(dòng)不平衡故障。

風(fēng)力機(jī)葉片只有在完全無(wú)風(fēng)的情況下才能保持靜止，否則葉片將始終處于擺動(dòng)狀態(tài)，對(duì)葉片進(jìn)行拍照時(shí)將無(wú)法獲得可用的照片。此外無(wú)論是有風(fēng)還是無(wú)風(fēng)條件下，所拍攝的照片會(huì)因?yàn)槌上裨O(shè)備、拍攝人的習(xí)慣等因素造成誤差，致使不能準(zhǔn)確判斷風(fēng)力機(jī)葉輪是否發(fā)生了氣動(dòng)不平衡故障，此種做法精度較低，可信度較差。

風(fēng)力機(jī)葉輪發(fā)生氣動(dòng)不平衡時(shí)會(huì)引起風(fēng)力機(jī)葉輪產(chǎn)生徑向、軸向振動(dòng)，并能引起風(fēng)力機(jī)軸系以風(fēng)力機(jī)塔筒為中心的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，而葉輪的質(zhì)量不平衡不會(huì)引起上述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。上述扭轉(zhuǎn)信息可以通過(guò)檢測(cè)風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂水平方向的徑向位移獲取。將風(fēng)力機(jī)葉輪徑向、軸向振動(dòng)以及風(fēng)力機(jī)葉輪水平方向的徑向位移信息結(jié)合在一起檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡能彌補(bǔ)現(xiàn)有方法的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的方法，將風(fēng)力機(jī)葉輪徑向、軸向振動(dòng)信號(hào)、葉輪相對(duì)于風(fēng)力機(jī)塔筒的扭轉(zhuǎn)信號(hào)分析結(jié)果結(jié)合在一起，能有效的區(qū)分葉輪的氣動(dòng)不平衡及質(zhì)量不平衡，更加準(zhǔn)確的診斷風(fēng)力機(jī)葉輪的氣動(dòng)不平衡，可以提高檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的工作效率和準(zhǔn)確性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的方法，所述方法將風(fēng)力機(jī)葉輪徑向振動(dòng)數(shù)據(jù)、軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)和風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)分析結(jié)合起來(lái)；

首先對(duì)獲得的葉輪徑向振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)幅值與同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果振動(dòng)幅值變化不明顯，則葉輪徑向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；對(duì)徑向振動(dòng)信號(hào)做FFT變換，如果頻譜中相對(duì)于葉輪轉(zhuǎn)速的1倍頻信號(hào)在低頻段占優(yōu)，且振動(dòng)幅值相對(duì)于同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)變化明顯，則徑向振動(dòng)影響系數(shù)等于1，否則徑向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；

采用相同的信號(hào)處理方法，對(duì)獲得的葉輪軸向振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)幅值與同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果振動(dòng)幅值變化不明顯，則葉輪軸向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；對(duì)信號(hào)做FFT變換，如果頻譜中相對(duì)于葉輪轉(zhuǎn)速的1倍頻信號(hào)在低頻段占優(yōu)，且振動(dòng)幅值相對(duì)于同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)變化明顯。則軸向振動(dòng)影響系數(shù)等于1，否則軸向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；

同理對(duì)獲得的葉輪輪轂徑向位移信號(hào)的位移幅值與同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果位移幅值變化不明顯，則葉輪位移影響系數(shù)等于0；對(duì)葉輪輪轂徑向位移信號(hào)做FFT變換，如果頻譜中相對(duì)于葉輪轉(zhuǎn)速的1倍頻信號(hào)在低頻段占優(yōu)，且位移幅值相對(duì)于同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)變化明顯，則葉輪輪轂徑向位移影響系數(shù)等于1，否則葉輪輪轂徑向位移影響系數(shù)等于0；

風(fēng)力機(jī)葉輪徑向振動(dòng)影響系數(shù)、軸向振動(dòng)影響系數(shù)和風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移影響系數(shù)的值確定后，將上述各影響系數(shù)值相乘，得到風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡發(fā)生概率，當(dāng)上述概率等于1時(shí)，可確定風(fēng)力機(jī)葉輪發(fā)生了氣動(dòng)不平衡，只要上述三個(gè)影響系數(shù)中有一個(gè)為0，風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡發(fā)生的概率則為0。

所述風(fēng)力機(jī)葉輪徑向和軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在風(fēng)力機(jī)主軸承處的三坐標(biāo)無(wú)線振動(dòng)傳感器來(lái)獲取。

所述風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在地面的非接觸式激光測(cè)距儀來(lái)獲取，激光測(cè)距儀發(fā)出的激光與水平線之間夾角β不大于45度。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、將風(fēng)力機(jī)葉輪徑向、軸向振動(dòng)信號(hào)、葉輪相對(duì)于風(fēng)力機(jī)塔筒的扭轉(zhuǎn)信號(hào)分析結(jié)果結(jié)合在一起，能有效的區(qū)分葉輪的氣動(dòng)不平衡及質(zhì)量不平衡，能更加準(zhǔn)確的診斷風(fēng)力機(jī)葉輪的氣動(dòng)不平衡故障。

2、通過(guò)三坐標(biāo)無(wú)線傳感器能同步獲取風(fēng)力機(jī)葉輪軸向、徑向方向的振動(dòng)信息，通過(guò)非接觸式激光測(cè)測(cè)距儀能方便快捷的獲取風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)信息，提高了工作效率。

總之，本發(fā)明將風(fēng)力機(jī)葉輪徑向、軸向振動(dòng)信號(hào)、葉輪相對(duì)于風(fēng)力機(jī)塔筒的扭轉(zhuǎn)信號(hào)分析結(jié)果結(jié)合在一起，能有效的區(qū)分葉輪的氣動(dòng)不平衡及質(zhì)量不平衡，能更加準(zhǔn)確的診斷風(fēng)力機(jī)葉輪的氣動(dòng)不平衡，可以提高檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的工作效率和準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法流程圖。

圖2為風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)測(cè)量示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明一種檢測(cè)和診斷風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡的方法，將風(fēng)力機(jī)葉輪徑向振動(dòng)數(shù)據(jù)、軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)和風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)分析結(jié)合起來(lái)；首先對(duì)獲得的葉輪徑向振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)幅值與同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果振動(dòng)幅值變化不明顯，則葉輪徑向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；對(duì)徑向振動(dòng)信號(hào)做FFT變換，如果頻譜中相對(duì)于葉輪轉(zhuǎn)速的1倍頻信號(hào)在低頻段占優(yōu)，且振動(dòng)幅值變化明顯，則徑向振動(dòng)影響系數(shù)等于1，否則徑向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；采用相同的信號(hào)處理方法，對(duì)獲得的葉輪軸向振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)幅值與同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果振動(dòng)幅值變化不明顯，則軸向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；對(duì)信號(hào)做FFT變換，如果頻譜中相對(duì)于葉輪轉(zhuǎn)速的1倍頻信號(hào)在低頻段占優(yōu)，且振動(dòng)幅值變化明顯。則軸向振動(dòng)影響系數(shù)等于1，否則軸向振動(dòng)影響系數(shù)等于0；同理對(duì)獲得的葉輪輪轂徑向位移信號(hào)的位移幅值與同工況條件下的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果位移幅值變化不明顯，則位移影響系數(shù)等于0；對(duì)葉輪輪轂徑向位移信號(hào)做FFT變換，如果頻譜中相對(duì)于葉輪轉(zhuǎn)速的1倍頻信號(hào)在低頻段占優(yōu)，且位移幅值變化明顯，則葉輪輪轂徑向位移影響系數(shù)等于1，否則葉輪輪轂徑向位移影響系數(shù)等于0；風(fēng)力機(jī)葉輪徑向振動(dòng)影響系數(shù)、軸向振動(dòng)影響系數(shù)和風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移影響系數(shù)的值確定后，將上述各影響系數(shù)值相乘，得到風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡發(fā)生的概率，當(dāng)上述概率等于1時(shí)，可確定風(fēng)力機(jī)葉輪發(fā)生了氣動(dòng)不平衡，只要上述三個(gè)影響系數(shù)中有一個(gè)為0，風(fēng)力機(jī)葉輪氣動(dòng)不平衡發(fā)生的概率則為0。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述風(fēng)力機(jī)葉輪徑向和軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在風(fēng)力機(jī)主軸承處的三坐標(biāo)無(wú)線振動(dòng)傳感器來(lái)獲取。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述風(fēng)力機(jī)葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在地面的非接觸式激光測(cè)距儀來(lái)獲取，激光測(cè)距儀發(fā)出的激光與水平線之間夾角β不大于45度，如圖2所示，確保能獲取有效的葉輪輪轂徑向位移數(shù)據(jù)信息。