一种风力发电机组塔架模态测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风力发电机组塔架模态测试系统，包括上位机、多通道采集仪和低频速度传感器，所述低频速度传感器用于采集塔架速度信号并通过所述多通道采集仪将信号传给所述上位机；所述低频速度传感器成对安装在塔架内壁上，且每对两个低频速度传感器分别沿所述塔架内壁的法向和切向设置，多对所述低频速度传感器沿着塔架内壁圆周均匀布置。本实用新型专利技术的测试系统测量精度高、误差小、可靠性高、使用简便、成本低、可大批量长时间数据采集。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风电
，特别是涉及一种风力发电机组塔架模态测试系 统。
技术介绍
风电行业快速发展，给后续的风电机组维护和维修工作带来了巨大地挑战。随着 风电机组运行时间的增加，风电机组各种类型的故障会在不同时期内发生，风电机组的塔 架故障是指风电机组运行时塔架产生的不规则晃动。目前主流风电机组容量都在I. 5MW以 上，随着风电机组容量的增大，风电机组塔架承受的载荷也相应的增大，再加上变速变载等 恶劣工况，风电机组长期在满负荷甚至超负荷状态下运行，对机组塔架的稳定性要求非常 高。而风电机组塔架运行参数的改变可以预警机组关键部件的故障严重程度。 对于风电机组塔架运行参数进行监测分析实质是了解和掌握风电机组关键部件 在运行过程中的状态变化，明确关键零部件是否正常运行并及早做出故障预警，并对机组 塔架振动造成的故障原因、部位和危险程度等进行识别和评价，预测风电机组关键部件的 故障发展趋势，并针对具体情况做出实施维护决策，延长设备的使用寿命，减少维修时间， 提高维修质量，节约维修费用，延长风电机组持续无故障运行时间。目前评估风电机组塔架运行状态的测试系统是直接应用加速度传感器，测试塔架 的加速度值进行状态评价，由于塔架的振动是低频振动，该测试系统测试时存在明显高频 干扰，后期滤波及数据分析时存在较大误差，因此并不能够准确的评判塔架运行状态。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种风力发电机组塔架模态测试系统，使其测量精度 高、误差小、可靠性高、使用简便、成本低、可大批量长时间数据采集。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案： -种风力发电机组塔架模态测试系统，包括上位机、多通道采集仪和低频速度传 感器，所述低频速度传感器用于采集塔架速度信号并通过所述多通道采集仪将信号传给所 述上位机；所述低频速度传感器成对安装在塔架内壁上，且每对两个低频速度传感器分别 沿所述塔架内壁的法向和切向设置，多对所述低频速度传感器沿着塔架内壁圆周均匀布 置。 作为本技术进一步地改进，所述低频速度传感器沿所述塔架内壁多个不同高 度的圆周均匀布置。 所述多个圆周等间距设置。 所述低频速度传感器沿所述塔架内壁上、中、下三个不同高度的圆周上均匀布置。 所述上、中、下三个圆周分别与所述风机的顶层、中间层、底层塔架平台所在的位 置对应。 所述多通道采集仪设置在所述中间层的塔架平台上。 所述塔架内壁的每个圆周上的低频速度传感器布置位置相同。 所述塔架内壁的每个圆周上设置八对所述低频速度传感器。 所述低频速度传感器通过橡皮泥粘贴固定在所述塔架内壁上。 由于采用上述技术方案，本技术至少具有以下优点： 本技术的测试系统具有测量精度高、误差小、使用简便、可靠性高、成本低、可 大批量长时间数据采集。利用采集的高精度数据，能够较好的监测风电机组塔架的运行状 态，也可以通过对塔架模态分析的结果，预测风电机组关键部件的运行状态。【附图说明】 上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手 段，以下结合附图与【具体实施方式】对本技术作进一步的详细说明。 图1是本技术风力发电机组塔架模态测试系统结构示意图。 图2是低频速度传感器整体布置示意图。 图3是低频速度传感器在塔架内壁三个圆周上布置的示意图。 图4是12个测点时域波形图。 图5是12个测点频谱图。 图6是塔架运行模态测试时1和2测点频谱。【具体实施方式】 风电机组的塔架运行时会产生弯曲和扭转变形，因此存在弯曲和扭转模态。对于 风电机组塔架运行参数进行监测分析实质是了解和掌握风电机组关键部件在运行过程中 的状态变化。本技术提供了一种风力发电机组塔架模态测试系统，针对塔架的低频振 动，采用低频速度传感器采集塔架振动数据，排除了高频信号干扰，防止后期数据分析时产 生较大误差，从而利于准确的测量塔架弯曲和扭转的模态，评判塔架运行状态。 请参阅图1所示，本技术的风力发电机组塔架模态测试系统，包括上位机、多 通道采集仪和低频速度传感器，所述低频速度传感器用于采集塔架速度信号并通过所述多 通道采集仪将信号传给所述上位机；所述低频速度传感器成对安装在塔架内壁上，且每对 两个低频速度传感器分别沿所述塔架内壁的法向和切向设置，多对所述低频速度传感器沿 着塔架内壁圆周均匀布置。 由于不同高度的塔架振动状态不同，为全面地采集数据并使得数据具有代表性， 所述塔架内壁的每个圆周上的低频速度传感器布置位置相同，所述低频速度传感器优选沿 所述塔架内壁多个不同高度的圆周均匀布置，多个圆周高度可等间距设置。 请配合参阅图2、3所示，一般而言，风电机组塔架为圆锥型结构，塔架分为三层， 底部为钢筋混凝土浇筑的地基，其余每层之间通过法兰连接，每层均设有塔架平台。为便于 布置所述低频速度传感器，所述低频速度传感器沿所述塔架内壁上、中、下三个不同高度的 圆周上均匀布置，所述上、中、下三个圆周分别与所述风机的顶层、中间层、底层塔架平台所 在的位置对应。如图3中所示，每个高度的圆周上设置八对所述低频速度传感器，低频速度 传感器可通过橡皮泥粘贴固定在塔架内壁的对应位置上。每对低频速度传感器沿塔架内壁 的切向及法向（即水平方向）分别设置，每个塔架内壁圆周上的低频速度传感器设置位置 相同，即每对传感器沿塔架内壁上下成列设置。 实施时，所述多通道采集仪可设置在中间层的塔架平台上，低频速度传感器的线 缆集中到中间层塔架平台，连接多通道采集仪，再将上位机与多通道采集当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组塔架模态测试系统，其特征在于，包括上位机、多通道采集仪和低频速度传感器，所述低频速度传感器用于采集塔架速度信号并通过所述多通道采集仪将信号传给所述上位机；所述低频速度传感器成对安装在塔架内壁上，且每对两个低频速度传感器分别沿所述塔架内壁的法向和切向设置，多对所述低频速度传感器沿着塔架内壁圆周均匀布置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁显，陈铁，岳俊红，杜可兵，王超，
申请(专利权)人：龙源北京风电工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11