本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障預(yù)警領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)持續(xù)快速發(fā)展，暴露出風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障頻繁，維護(hù)成本過高等問題，這嚴(yán)重制約了我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。搭建有效的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及故障的預(yù)警，能夠減少故障發(fā)生頻率，避免造成重大的損失，提高運(yùn)行效率。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法通常是將采集到的信號(hào)通過專業(yè)人士利用信號(hào)處理方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估，這耗費(fèi)了大量的人力與時(shí)間，嚴(yán)重降低了設(shè)備監(jiān)測(cè)的效率。隨著人工智能算法在狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線智能監(jiān)測(cè)成為可能，將人工智能算法與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有效結(jié)合將會(huì)進(jìn)一步降低運(yùn)行成本，提高工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，識(shí)別風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱安全運(yùn)行，降低運(yùn)行成本，提高工作效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱，所述故障預(yù)警系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊，與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱連接，以采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的有效振動(dòng)信號(hào)；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的所述有效振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波，提取有效特征參量；故障預(yù)警模塊，與所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊連接，預(yù)存有所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的標(biāo)準(zhǔn)特征參量，以根據(jù)所述有效特征參量與所述標(biāo)準(zhǔn)特征參量來實(shí)現(xiàn)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警；數(shù)據(jù)顯示模塊，與所述故障預(yù)警模塊連接，以顯示所述故障預(yù)警結(jié)果，便于工作人員直觀評(píng)估所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步，數(shù)據(jù)采集模塊包括振動(dòng)傳感器與數(shù)據(jù)采集卡，所述振動(dòng)傳感器與數(shù)據(jù)采集卡連接。

進(jìn)一步，振動(dòng)傳感器為壓電式加速度傳感器。

進(jìn)一步，振動(dòng)傳感器設(shè)置多個(gè)，通過磁力座安裝于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱外部多處。

進(jìn)一步，磁力座的磁力為12kg。

進(jìn)一步，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊為無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器或有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器。

進(jìn)一步，故障預(yù)警模塊包括離線訓(xùn)練模塊與在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊。

進(jìn)一步，數(shù)據(jù)顯示模塊為顯示器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，靈活性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，具有較高的科學(xué)與商業(yè)用途；

2.能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，識(shí)別風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱安全運(yùn)行，降低運(yùn)行成本，提高工作效率；

3.振動(dòng)傳感器通過磁力座安裝，能夠靈活使用，循環(huán)利用；

4.在風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱外部多處安裝振動(dòng)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的充分采集，保證故障預(yù)警的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明提出的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警系統(tǒng)的振動(dòng)傳感器的安裝分布圖。

附圖標(biāo)記：1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱；2、振動(dòng)傳感器；3、磁力座。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1-2所示，本發(fā)明提出的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1，所述故障預(yù)警系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊，與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1連接，以采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1的有效振動(dòng)信號(hào)，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括振動(dòng)傳感器2與數(shù)據(jù)采集卡，所述振動(dòng)傳感器2與數(shù)據(jù)采集卡連接，所述振動(dòng)傳感器2設(shè)置多個(gè)，通過磁力座3安裝于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1外部多處；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的所述有效振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波，提取有效特征參量；故障預(yù)警模塊，與所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊連接，預(yù)存有所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1的標(biāo)準(zhǔn)特征參量，以根據(jù)所述有效特征參量與所述標(biāo)準(zhǔn)特征參量來實(shí)現(xiàn)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1故障預(yù)警，所述故障預(yù)警模塊包括離線訓(xùn)練模塊與在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊；數(shù)據(jù)顯示模塊，與所述故障預(yù)警模塊連接，以顯示所述故障預(yù)警結(jié)果，便于工作人員直觀評(píng)估所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1運(yùn)行狀態(tài)。

由于每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1的工作環(huán)境不同以及生產(chǎn)與安裝存在差異性，采用統(tǒng)一的故障預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)特征參量，將不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1運(yùn)行狀態(tài)的故障預(yù)警功能。因此每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1都需設(shè)定一個(gè)適合自身運(yùn)行狀態(tài)的故障預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)特征參量，而實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵就是離線訓(xùn)練模塊對(duì)故障預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)特征參量的設(shè)定。

啟動(dòng)離線訓(xùn)練模塊的工作流程：首先選取待監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1一段時(shí)間正常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)其進(jìn)行平滑濾波去除高頻噪聲，對(duì)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域和頻域特征參量的提取，將提取到的特征參量傳給離線訓(xùn)練模塊，選取其他正常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，求取特征參量殘差，最終確定故障預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)特征參量。

啟動(dòng)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊的工作流程：風(fēng)力發(fā)電機(jī)開始運(yùn)行；數(shù)據(jù)采集卡通過振動(dòng)傳感器2對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱1的有效振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)有效振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行平滑濾波去除高頻噪聲，提取時(shí)域和頻域有效特征參量；在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)有效特征參量與故障預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)特征參量進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)超出故障預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)特征參量范圍，發(fā)出故障預(yù)警信號(hào)，工作人員將風(fēng)力發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行；數(shù)據(jù)顯示模塊顯示故障預(yù)警結(jié)果。

以上實(shí)施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。