风机智能故障预警系统技术方案

本发明专利技术公开风机智能故障预警系统，包括以下步骤：步骤一：通过伸出杆与触点开关是否按压到触点开关形成振动信号，进行振动信号采集；步骤二：控制结构根据步骤一是否采集到的振动信号发出预警；步骤三：风量数据采集；通过风量检测结构的检测组件伸出壳体自动滑移，随机选取若干位置，得到风电机组正常运行风量数据集{P1,P2,

【技术实现步骤摘要】
风机智能故障预警系统


[0001]本专利技术涉及风机智能故障预警系统
，特别是涉及一种利用振动幅度的增大开启触点开关过滤正常振动下的数据，降低数据处理量的风机智能故障预警系统
。

技术介绍

[0002]风力发电机的工作原理是风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电；风力发电机在使用过程中常见故障为长久使用零件之间的配合缓慢松动后风轮带动转动轴转动振动幅度较大、测风仪失效后较难检修并难以观测等问题；现有技术中大多数采用各类传感器对风机内各零部件进行实时检测，将检测数值传输回单片机，与单片机内存储的数据相对比，有异常则通过无线模块或通信模块向检修员的接收端发送提醒，该方式有几点缺陷：1、需使用传感器持续进行检测，产生大量数据传输回单片机与存储数据进行对比处理，需要安装算力较高的单片机进行运算，使用成本较高；2、当单片机使用时间较久或有所损坏，则会导致单片机未在规定时间内将传感器传输过来的数据读走，再新的数据到来时将会覆盖当前数据,导致数据丢失，容易丢失重要故障信息，造成风机损坏；3、持续检测容易导致提醒信息较多，管理者容易疏忽大意；4、用于检测风量的测风仪通常安装在风力发电机塔头外部，维修难度较大，现有的测风仪固定于一点，检测数值较单调，无对比项，生产的数据容易造成管理者误判。
[0003]针对以上问题提出一种风机智能故障预警系统及其检测设备，解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种风机智能故障预警系统，设置缓振预警装置，过滤掉不影响风机正常使用的振动，无需持续监测，能够使用算力较低的单片机，降低使用成本；设置风量检测结构，能够实现滑移检测时伸出风机外进行检测，增加检测点位，便于判断故障原因，检修时滑移回风机内部，方便管理者检修。
[0005]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：风机智能故障预警系统，包括以下步骤：
[0006]步骤一：通过伸出杆与触点开关是否按压到触点开关形成振动信号，进行振动信号采集；
[0007]当振动幅度较小时，通过缓振预警结构内的弹性件与定位支架的配合，减小或抵消转动轴径向上的振动，缓振组件上的伸出杆未按压到触点开关，无振动信号产生，从而无法采集到振动信号；
[0008]当振动幅度较大时，缓振预警结构内的伸出杆按压触点开关，产生振动信号，向控制结构传输振动信号；
[0009]步骤二：控制结构根据步骤一是否采集到的振动信号发出预警；
[0010]接收到振动信号后，控制结构发送振动异常预警至观测点或管理者的通讯终端；执行步骤三，进一步判断风机转动风量的情况；
[0011]未接收到振动信号，控制结构发送振动正常预警至观测点或管理者的通讯终端；执行步骤三，检测风电机组的所处环境的风量是否正常；
[0012]步骤三：风量数据采集；
[0013]通过风量检测结构的检测组件伸出壳体自动滑移，随机选取若干位置，得到风电机组正常运行风量数据集{P1,P2,
…
,Pn},将其记录进控制结构内；
[0014]步骤四：检测风机运行一段时间后的风量数据与步骤三采集的数据集进行对比；
[0015]检测组件滑移至靠近壳体的外管壁A位置进行风量检测，记录数值PA；检测组件滑移至卡止部B位置进行风量检测，记录数值PB；检测组件滑移至A位置与B位置两者之间的中心点C位置进行风量检测，记录数值PC；
[0016]控制结构计算A、B、C三点位置风量数值的平均数值，比较该平均数值是否在正常运行风量数据集内，若在则执行下一步，否则重复上一步进行复检，复检后执行下一步；
[0017]步骤五：控制结构根据比较结果发出预警；
[0018]比较结果均在正常运行风量数据集内，控制结构发送风量正常提示，重新执行步骤一进行复检，判断振动幅度处于正常范围；比较结果不在正常运行风量数据集内，控制结构发送警报至观测点或管理者的通讯终端，完成风量检测预警。
[0019]进一步改进，执行上述检测步骤的检测设备，包括机壳、发电机和检测装置，所述机壳包括内部成中空结构的壳体、设置于壳体内的转动轴、固定转动轴的压紧轴承和叶片，所述转动轴的两端分别与叶片和发电机相连接，所述检测装置包括控制结构、用于检测振动的缓振预警结构和风量检测结构；所述缓振预警结构包括缓振组件和触点开关；所述触点开关和风量检测结构均与所述控制结构电连接；所述缓振组件的顶端与所述触点开关之间设置有一定间隙；所述缓振组件按压到触点开关，控制结构接收信号发送警报，形成振动预警功能。本专利技术利用缓振组件与触点开关的配合替代现有技术中的传感器对振动进行检测，能够降低控制结构中单片机的算力，降低使用成本；所述触点开关采用按键延时开关，当缓振组件按压到触点开关时，按键延时开关开启，生成振动信号的同时，按键延时开关持续保持开启状态，连通风量检测结构与控制结构电路，控制结构控制风量检测结构进行风量检测，按键延时开关持续开启一段时间至风量检测完成，按键延时开关复位，断开风量检测结构电路；管理者能够自主设置按键延时开关的延时时间，控制按键延时开关保持开启时间，防止缓振组件在振动的同时反复按压触点开关，防止持续生成振动信号并反复启动风量检测结构。本专利技术将振动形成的部件位移转化为检测设备的启动动作，通过该转化振动预警功能具有实时性和自动性，同时减少了正常运行下的冗余振动信息的传输和分析。
[0020]进一步改进，所述缓振组件包括套设在转动轴上的缓振轴承、安装于转动轴径向方向上的弹性件和定位支架；所述缓振轴承的上端向上延伸有伸出杆，所述弹性件套设在伸出杆与定位支架之间；所述缓振组件安装于触点开关的正下方。由于风机长时间使用时，固定叶轮与转动轴上的零配件易产生机械磨损或松动，易造成转动轴径向上的振动；由于弹性件安装于转动轴径向方向上，能够减小或消除转动轴径向上产生的振动，过滤掉不影响风机正常运行的振动，使用确保风机正常运行，无需长时间由于较小振动停止风机使用。
[0021]进一步改进，所述触点开关具有多级位移检测结构，包括同轴嵌套的处于中心位置的一级触碰件，所述一级触碰件外部同轴套设有一二级触碰件，所述二级触碰件外部套有一安装件，所述一级触碰件外部设有第一触碰凸起，二级触碰件外壁沿着轴线方向设有
用于第一触碰凸起移动的第一导向缺口，所述二级触碰件与一级触碰件之间安装有第一振动传感器，所述一级触碰件相对第二触碰件移动的过程挤压并启动第一振动传感器；
[0022]所述二级触碰件外部设有第二触碰凸起，安装件外壁沿着轴线方向设有用于第二触碰凸起移动的第二导向缺口，所述安装件与二级触碰件之间安装的一第二振动传感器，所述二级触碰件相对安装件移动的过程挤压并启动第二振动传感器；
[0023]其中一级触碰件受伸出杆驱动的位移为L1,二级触碰件受伸出杆驱动的位移为L2；
[0024]根据不同的现场情况及经验，将振动数据划分为组，当第一振动传感器被开启则风电机组的振动状态从安全状态进入至非理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.风机智能故障预警系统，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：通过伸出杆与触点开关是否按压到触点开关形成振动信号，进行振动信号采集；当振动幅度较小时，通过缓振预警结构(32)内的弹性件(3212)与定位支架(3213)的配合，减小或抵消转动轴径向上的振动，缓振组件(321)上的伸出杆未按压到触点开关(322)，无振动信号产生，从而无法采集到振动信号；当振动幅度较大时，缓振预警结构(32)内的伸出杆(323)按压触点开关(322)，产生振动信号，向控制结构传输振动信号；步骤二：控制结构(31)根据步骤一是否采集到的振动信号发出预警；接收到振动信号后，控制结构(31)发送振动异常预警至观测点或管理者的通讯终端；执行步骤三，进一步判断风机转动风量的情况；未接收到振动信号，控制结构(31)发送振动正常预警至观测点或管理者的通讯终端；执行步骤三，检测风电机组的所处环境的风量是否正常；步骤三：风量数据采集；通过风量检测结构的检测组件伸出壳体自动滑移，随机选取若干位置，得到风电机组正常运行风量数据集{P1,P2,
…
,Pn},将其记录进控制结构(31)内；步骤四：检测风机运行一段时间后的风量数据与步骤三采集的数据集进行对比；检测组件滑移至靠近壳体的外管壁A位置进行风量检测，记录数值PA；检测组件滑移至卡止部B位置进行风量检测，记录数值PB；检测组件滑移至A位置与B位置两者之间的中心点C位置进行风量检测，记录数值PC；控制结构计算A、B、C三点位置风量数值的平均数值，比较该平均数值是否在正常运行风量数据集内，若在则执行下一步，否则重复上一步进行复检，复检后执行下一步；步骤五：控制结构(31)根据比较结果发出预警；比较结果均在正常运行风量数据集内，控制结构(31)发送风量正常提示，重新执行步骤一进行复检，判断振动幅度处于正常范围；比较结果不在正常运行风量数据集内，控制结构(31)发送警报至观测点或管理者的通讯终端，完成风量检测预警。2.根据权利要求1所述的风机智能故障预警系统，其特征在于：执行上述检测步骤的检测设备，包括机壳(1)、发电机(2)和检测装置(3)，所述机壳(1)包括内部成中空结构的壳体(11)、设置于壳体(11)内的转动轴(12)、固定转动轴(12)的压紧轴承(13)和叶片(14)，所述转动轴(12)的两端分别与叶片(14)和发电机(2)相连接，所述检测装置(3)包括控制结构(31)、用于检测振动的缓振预警结构(32)和风量检测结构(33)；所述缓振预警结构(32)包括缓振组件(321)和触点开关(322)；所述触点开关(322)和风量检测结构(33)均与所述控制结构(31)电连接；所述缓振组件(321)的顶端与所述触点开关(322)之间设置有一定间隙；所述缓振组件(321)按压到触点开关(322)，控制结构(31)接收信号发送警报，形成振动预警功能。3.根据权利要求2所述的风机智能故障预警系统，其特征在于：所述缓振组件(321)包括套设在转动轴(12)上的缓振轴承(3211)、安装于转动轴径向方向上的弹性件(3212)和定位支架(3213)；所述缓振轴承(3211)的上端向上延伸有伸出杆(323)，所述弹性件(3212)套设在伸出杆(323)与定位支架(3213)之间；所述缓振组件(321)
安装于触点开关(322)的正下方。4.如权利要求2所述的风机智能故障预警系...

【专利技术属性】
技术研发人员：石敏，张俊，张禄，石志强，祁娜，杨洋，张文峰，刘建宇，
申请(专利权)人：巴彦淖尔京能清洁能源电力有限公司，
类型：发明
国别省市：