用于检测风力涡轮的构件中的故障状况的系统和方法技术方案

提供一种用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的方法。方法包括经由控制器促动冲击装置，以在一个或多个构件中生成具有振动频率和振动幅度的振动。方法还包括从通信地耦合于控制器的传感器接收指示振动频率和振动幅度的数据。方法还包括经由控制器确定指示振动频率和/或振动幅度的数据是否超出用于一个或多个构件的预定振动范围。一个或多个构件的预定振动范围。一个或多个构件的预定振动范围。

【技术实现步骤摘要】
用于检测风力涡轮的构件中的故障状况的系统和方法


[0001]本公开大体上涉及检测风力涡轮中的故障状况，更具体而言，涉及用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的系统和方法。

技术介绍

[0002]风力发电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱，以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型原理从风捕获动能，并且通过旋转能传递动能，以使轴转动，该轴将转子叶片联接于齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接地联接于发电机。发电机接着将机械能转换为电能，该电能可部署至公用电网。
[0003]为了使转子叶片相对于风向正确地定向，风力涡轮典型地包括一个或多个桨距轴承，其可收纳在连接于机舱的毂中。此类轴承典型地为回转轴承，该回转轴承为旋转滚珠轴承，其支承沉重但缓慢转动或缓慢振荡的负载。典型的桨距轴承包括外圈和内圈，其中多个滚珠轴承构造在圈之间。就此而言，桨距轴承容许转子叶片的旋转，并且安装在毂与转子叶片中的一个之间。
[0004]在风力涡轮的操作寿命期间，桨距轴承、毂以及转子叶片可均暴露于大的力和/或应力。就此而言，桨距轴承、毂，和/或转子叶片可偶尔经历故障状况，其中断裂和/或裂缝可形成并且通过构件传播。此类故障状况可需要风力涡轮的关闭，以便执行维护，以便防止对机器的进一步损坏，由此负面地影响风电场效率。
[0005]鉴于上述，用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的改进系统和方法为合乎需要的，并且将在本领域中被认识到。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。
[0007]在一个方面中，本公开涉及一种用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的方法。方法包括经由控制器促动冲击装置，以在一个或多个构件中生成具有振动频率和振动幅度的振动。方法还包括从通信地耦合于控制器的传感器接收指示振动频率和振动幅度的数据。方法还包括经由控制器确定指示振动频率和/或振动幅度的数据是否超出用于一个或多个构件的预定振动范围。应当理解，方法还可包括本文中描述的附加的特征和/或步骤中的任何。
[0008]在另一方面中，本公开涉及一种用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的系统。系统包括冲击装置，其设置在一个或多个构件中的一个上，并且构造成在一个或多个构件中选择性地生成振动。系统还包括传感器，其设置在一个或多个构件中的一个上，并且构造成提供指示一个或多个构件中的振动的数据。系统还包括至少一个控制器。控制器包括至少一个处理器，其构造成执行多个操作。多个操作包括但不限于促动冲击装置，以
在一个或多个构件中生成具有振动频率和振动幅度的振动，经由传感器接收指示振动频率和振动幅度的数据，以及确定指示振动频率和/或振动幅度的数据是否超出用于一个或多个构件的预定振动范围。应当理解，系统还可包括本文中描述的附加的特征和/或步骤中的任何。
[0009]本专利技术的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出本专利技术的实施例，并且连同描述用于阐释本专利技术的原理。
附图说明
[0010]包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本专利技术的完整且能实现的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：
[0011]图1示出根据本公开的实施例的风力涡轮的透视图；
[0012]图2示出根据本公开的实施例的风力涡轮的机舱的透视内部视图；
[0013]图3示出根据本公开的实施例的风力涡轮的转子叶片的透视图；
[0014]图4示出根据本公开的实施例的毂的透视图；
[0015]图5示出根据本公开的实施例的用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的系统；以及
[0016]图6示出根据本公开的实施例的用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的方法的流程图。
具体实施方式
[0017]现在将详细地参照本专利技术的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。每个实例经由阐释本专利技术提供，而不限制本专利技术。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本专利技术中作出各种改型和变型，而不脱离本专利技术的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是，本专利技术覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
[0018]现在参照附图，图1示出风力涡轮10的一个实施例的透视图。如示出的，风力涡轮10大体上包括塔架12、安装在塔架12上的机舱14，以及联接于机舱14的转子16。转子16包括可旋转毂18和至少一个转子叶片20，至少一个转子叶片20联接于毂18并且从毂18向外延伸。例如，在示出的实施例中，转子16包括三个转子叶片20。然而，在备选的实施例中，转子16可包括多于或少于三个转子叶片20。每个转子叶片20可绕着毂18间隔，以促进使转子16旋转，以使得动能能够从风转换成可用的机械能，并且随后转换成电能。例如，毂18可以可旋转地联接于定位在机舱14内的电气发电机224(图2)，以容许电能产生。
[0019]现在参照图2，示出图1中显示的风力涡轮10的机舱14的一个实施例的简化内部视图。如示出的，发电机48可设置在机舱14内。大体上，发电机48可联接于风力涡轮10的转子16，用于从由转子16生成的旋转能生成电功率。例如，转子16可包括转子轴50，其联接于毂18，用于与毂18一起旋转。发电机48可接着联接于转子轴50，使得转子轴50的旋转驱动发电机48。例如，在示出的实施例中，发电机48包括发电机轴52，其通过齿轮箱54可旋转地联接于转子轴50。然而，在其它实施例中，应当认识到，发电机轴52可直接可旋转地联接于转子
轴50。备选地，发电机48可直接可旋转地联接于转子轴50(经常被称为“直接驱动风力涡轮”)。
[0020]此外，风力涡轮10可包括一个或多个偏航驱动机构56，其安装至底座58和/或穿过底座58，底座58定位在风力涡轮塔架12的顶上。具体而言，每个偏航驱动机构56可安装至底座58和/或穿过底座58，以便接合偏航轴承60，偏航轴承60联接在底座58与风力涡轮10的塔架12之间。偏航轴承60可安装至底座58，使得在偏航轴承60绕着风力涡轮10的偏航轴线62旋转时，底座58以及因此机舱14类似地绕着偏航轴线旋转。
[0021]大体上，应当认识到，偏航驱动机构56可具有任何合适的构造，并且可包括本领域已知的任何合适的构件，其允许此类机构56如本文中描述地起作用。例如，如图2中示出的，每个偏航驱动机构56可包括安装至底座234的偏航马达64。偏航马达64可联接于偏航齿轮66(例如，小齿轮)，其构造成接合偏航轴承60。例如，偏航马达64可直接地(例如，通过延伸穿过底座58的输出轴(未示出))，或通过联接在偏航马达64与偏航齿轮66之间的合适的齿轮组件间接地联接于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测风力涡轮的一个或多个构件中的故障状况的系统，所述系统包括：冲击装置，其设置在所述一个或多个构件中的一个上，并且构造成在所述一个或多个构件中或上选择性地生成脉冲；至少一个传感器，其设置在所述一个或多个构件中的一个上，并且构造成提供指示所述一个或多个构件中的振动的数据；以及至少一个控制器，其通信地耦合于所述冲击装置和所述至少一个传感器，所述至少一个控制器包括至少一个处理器，所述至少一个处理器构造成执行多个操作，所述多个操作包括：促动所述冲击装置，以在所述一个或多个构件中生成具有频率和幅度的振动；经由所述至少一个传感器接收指示所述频率和所述幅度的数据；以及确定指示所述频率和/或所述幅度的所述数据是否超出用于所述一个或多个构件的预定振动范围。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个操作还包括当所述一个或多个构件处于正常状况时，发展所述预定振动范围。3.根据权利要求2所述的系统，其中，发展所述预定振动范围包括：促动所述冲击装置，以在所述一个或多个构件中生成具有正常振动频率和正常振...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：通用电气可再生能源西班牙有限公司，
类型：发明
国别省市：