【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及齿轮箱润滑，具体为基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑系统及方法。
技术介绍
1、风电作为一种清洁可再生能源，其发电效率和稳定性受到广泛关注。风电齿轮箱作为连接风力转换机和发电机的重要部件，其运行状态直接影响风电机组的整体性能。
2、风力发电机部署于野外，因此极易受环境因素影响，风电齿轮箱作为风力发电机组的核心部件，其内部结构也会根据环境因素的变化受到影响。润滑管理是齿轮结构正常工作的保障，为了保证齿轮箱的正常运行和延长其使用寿命，润滑油的管理和使用尤为关键。润滑油可以减少齿轮之间的直接接触，减少磨损，降低运行噪音，并帮助散热。然而，传统的润滑方法往往采用固定的润滑计划，忽略了外部环境和运行状态的变化对润滑油造成的影响，以及忽略了对风电齿轮箱的影响。为了提高润滑效率并减少维护成本，基于环境感知的智能润滑技术应运而生。
3、公开号为cn115898789a的专利公布了一种风电齿轮箱油路润滑检测系统及方法，通过处理单元对同一时间的发电量和风力强度进行检测匹配，判断发电是否存在异常，若无异常，则继续判断风力扇叶的转动角度和风力强度值进行匹配，检测在当前风力强度下，风力扇叶的转动角度是否异常；若无异常，则通过循环单元通过在一定时间周期内，调查若干组对应时间的风力强度和风力扇叶转动角度，将其通过处理单元进行匹配，若均存在不匹配的现象，则存在异常；最后若还无异常，则通过判断值pl进行处理，通过逐级检测的方式，精准判断齿轮箱内部是否存在转动异常，从而判断润滑系统是否出现故障；现有技术是从风力强度和发电量的角度
4、鉴于此，本专利技术提出基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑系统及方法。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本专利技术提供基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑系统及方法，具体技术方案如下：基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，包括：
2、通过传感器采集风电齿轮箱的环境数据和运行数据，所述环境数据包括温度、湿度以及颗粒物浓度，所述运行数据包括运行时间和振动数据，对采集的数据进行预处理；
3、构建风电齿轮箱的润滑油性能衰减模型，根据环境数据计算润滑油的性能衰减；
4、对润滑油进行监测，实时监控润滑油的杂质，对风电齿轮箱中的污染物超标的润滑油进行处理，过滤润滑油中杂质；
5、构建风电齿轮箱润滑油的供给模型，在风电齿轮箱中的润滑油杂质过多导致失效时，重新进行润滑油的供给，以及在风电齿轮箱缺少润滑油时自动供给润滑油。
6、优选的，所述传感器包括环境传感器、风电齿轮箱振动传感器和风电齿轮箱内部压力传感器；所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器以及颗粒物浓度传感器；以时间序列的集合形式存储环境传感器采集的数据，设环境传感器采集的环境数据为，其中、和分别代表时间t时风电齿轮箱周围的温度、湿度和颗粒物浓度；
7、对采集的环境数据进行预处理，去除异常值并填补缺失值，根据n个相同类型的传感器，在冗余监测后，设为第i个传感器在时间t的测量值，数据融合后的环境数据通过平均值进行计算：。
8、优选的，构建风电齿轮箱的润滑油衰减模型，所述润滑油衰减模型是润滑油的性能衰减模型，具体性能衰减模型如下：
9、
10、其中，是润滑油的初始性能；表示在时间t，温度，湿度以及颗粒物浓度下的润滑油性能；、、和分别是润滑油的时间衰减系数、温度衰减系数、湿度衰减系数和颗粒物浓度衰减系数；、和分别是温度、湿度和颗粒物浓度对润滑油性能影响的函数；
11、温度影响函数为：，其中，表示t时刻的温度，是润滑油工作理想温度，为常数，用于调整温度变化对润滑油性能衰减的敏感度；
12、湿度影响函数为：，其中，表示t时刻的湿度；是参考湿度值，是系数，表示湿度增加对润滑油性能衰减的影响程度；
13、颗粒物浓度影响函数为：，其中，表示t时刻的颗粒物浓度，和是系数，用于描述颗粒物浓度对润滑油性能衰减影响的强度和非线性程度。
14、优选的，根据传感器收集到的环境数据，实时计算当前的润滑油性能，同时通过风电齿轮箱的振动传感器收集当前风电齿轮箱的振动数据，基于振动数据判断风电齿轮箱的工作状况，构建风电齿轮箱的振动数据与润滑油的性能衰减数据的关联模型，风电齿轮箱的振动数据与润滑油的性能衰减数据存在负相关的关系；
15、风电齿轮箱振动与润滑油性能衰减的关联模型如下：
16、
17、其中，表示振动对润滑油性能衰减的影响系数，且与润滑油性能衰减存在负相关；表示在时间t，温度,湿度，颗粒物浓度以及振动水平下的润滑油性能；为当前振动水平；为基线振动水平，表示润滑油性能对振动水平的影响系数。
18、优选的，构建润滑油性能衰减阈值，所述性能衰减阈值包括，性能衰减第一阈值和性能衰减第二阈值，；并为润滑油每一级性能衰减阈值设定对应的润滑油杂质含量标准阈值，所述润滑油杂质含量标准阈值包括第一标准阈值ths1和第二标准阈值ths2，ths1ths2；
19、根据环境数据和风电齿轮箱的振动数据对润滑油的性能衰减进行计算预测，当计算出润滑油的性能衰减达到性能衰减第一阈值且小于性能衰减第二阈值时，对润滑油的油品质量进行检测，检测润滑油中的杂质含量，所述杂质含量包括水含量、颗粒物含量以及金属碎屑含量；
20、仅当检测出润滑油中杂质含量超过第一标准阈值ths1且小于第二标准阈值ths2时，对润滑油进行过滤，同时根据过滤速率，降低风电齿轮箱的负载：
21、
22、其中，l是风电齿轮箱的负载，f是润滑油过滤速率，是没有过滤操作时风电齿轮箱的基础负载，是正系数，用于调整过滤速率影响，是不为零的参数；
23、在完成润滑油的过滤后，重新检测润滑油中的杂质含量，并更新环境传感器数据以及更新润滑油性能衰减数据。
24、优选的，根据环境数据和风电齿轮箱的振动数据对润滑油的性能衰减进行计算预测，当计算出润滑油的性能衰减到达性能衰减第二阈值时，对润滑油进行杂质含量检测，若润滑油中杂质含量超过第一标准阈值ths1且小于第二标准阈值ths2，对润滑油进行过滤；若润滑油中杂质含量超过第二标准阈值ths2，对风电齿轮箱润滑油进行过滤以及更换。
25、优选的，在润滑油中杂质含量超过第二标准阈值ths2时，排出风电齿轮箱中一半体积的润滑油，并对剩余润滑油进行过滤，同时对风电齿轮箱补充一半润滑油，直至润滑油过滤和补充完毕；在润滑油补充和过滤完成后，计算新的混合润滑油中杂质含量，并更新环境传感器数据以及更新润滑油性能衰减数据。
26、优选的，通过所述风电齿轮箱内部压力传感器测量是否缺少润滑油，构建润滑油压力与油量关系模型：，其中是当前润滑油的压力，n是齿轮中润滑油量，k是压力与润滑油数量的比例系数，是风电齿轮箱的基础压力；
27、当风电齿轮箱中的压力下降时，根据下降的压力对风电齿轮箱补充润滑油，设定初本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，所述传感器包括环境传感器、风电齿轮箱振动传感器和风电齿轮箱内部压力传感器；所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器以及颗粒物浓度传感器；以时间序列的集合形式存储环境传感器采集的数据，设环境传感器采集的环境数据为，其中、和分别代表时间t时风电齿轮箱周围的温度、湿度和颗粒物浓度；
3.根据权利要求2所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，构建风电齿轮箱的润滑油衰减模型，所述润滑油衰减模型是润滑油的性能衰减模型，具体性能衰减模型如下：
4.根据权利要求3所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，根据传感器收集到的环境数据，实时计算当前的润滑油性能，同时通过风电齿轮箱的振动传感器收集当前风电齿轮箱的振动数据，基于振动数据判断风电齿轮箱的工作状况，构建风电齿轮箱的振动数据与润滑油的性能衰减数据的关联模型，风电齿轮箱的振动数据与润滑油的性能衰减数据存在负相关的关系；
5.根据权利要
6.根据权利要求5所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，根据环境数据和风电齿轮箱的振动数据对润滑油的性能衰减进行计算预测，当计算出润滑油的性能衰减到达性能衰减第二阈值时，对润滑油进行杂质含量检测，若润滑油中杂质含量超过第一标准阈值THS1且小于第二标准阈值THS2，对润滑油进行过滤；若润滑油中杂质含量超过第二标准阈值THS2，对风电齿轮箱润滑油进行过滤以及更换。
7.根据权利要求6所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，在润滑油中杂质含量超过第二标准阈值THS2时，排出风电齿轮箱中一半体积的润滑油，并对剩余润滑油进行过滤，同时对风电齿轮箱补充一半润滑油，直至润滑油过滤和补充完毕；在润滑油补充和过滤完成后，计算新的混合润滑油中杂质含量，并更新环境传感器数据以及更新润滑油性能衰减数据。
8.根据权利要求7所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，通过所述风电齿轮箱内部压力传感器测量是否缺少润滑油，构建润滑油压力与油量关系模型：，其中是当前润滑油的压力，N是齿轮中润滑油量，k是压力与润滑油数量的比例系数，是风电齿轮箱的基础压力；
9.基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑系统，其基于权利要求1至8中任一项所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法实现，其特征在于，包括，数据收集模块、性能衰减计算模块、监测和过滤模块以及润滑油供给模块；
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行权利要求1至8任一项所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于：储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至8任一项所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法。
...【技术特征摘要】
1.基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，所述传感器包括环境传感器、风电齿轮箱振动传感器和风电齿轮箱内部压力传感器；所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器以及颗粒物浓度传感器；以时间序列的集合形式存储环境传感器采集的数据，设环境传感器采集的环境数据为，其中、和分别代表时间t时风电齿轮箱周围的温度、湿度和颗粒物浓度；
3.根据权利要求2所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，构建风电齿轮箱的润滑油衰减模型，所述润滑油衰减模型是润滑油的性能衰减模型，具体性能衰减模型如下：
4.根据权利要求3所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，根据传感器收集到的环境数据，实时计算当前的润滑油性能，同时通过风电齿轮箱的振动传感器收集当前风电齿轮箱的振动数据，基于振动数据判断风电齿轮箱的工作状况，构建风电齿轮箱的振动数据与润滑油的性能衰减数据的关联模型，风电齿轮箱的振动数据与润滑油的性能衰减数据存在负相关的关系；
5.根据权利要求4所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，构建润滑油性能衰减阈值，所述性能衰减阈值包括，性能衰减第一阈值和性能衰减第二阈值，；并为润滑油每一级性能衰减阈值设定对应的润滑油杂质含量标准阈值，所述润滑油杂质含量标准阈值包括第一标准阈值ths1和第二标准阈值ths2，ths1ths2；
6.根据权利要求5所述的基于环境感知的风电齿轮箱智能润滑方法，其特征在于，根据环境数据和风电齿轮箱的振动数据对润滑油的性能衰减进行计算预测，当计算出润滑油的性能衰减到...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾雷，周国贞，杨芝刚，周国龙，
申请(专利权)人：南京讯联液压技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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