【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电机组疲劳预警相关，具体为一种风电机组疲劳预警方法及装置。
技术介绍
1、风电机组作为风能发电的核心设备，其运行状态的稳定性和安全性至关重要，然而，在长期运行过程中，风电机组会受到各种外力和内部因素的影响，导致部件疲劳、损伤甚至失效，尤其是变速箱，风机扇叶需要通过加速齿轮箱与发电机连接，从而尽可能获得最大的发电效率，但是由于风力大小是不断变化的，因而变速箱内的齿轮载荷也是在不断变化的，这会造成齿轮快速疲劳，进而可能发生损坏，因此，开发一种高效、准确的风电机组疲劳预警方法及装置，对于提高风电机组的运行效率、延长使用寿命和保障安全生产具有重要意义。
2、但是传统的风电机组疲劳预警装置，在对风电机组的变速箱齿轮疲劳进行预警后仍需等待维护人员进行进一步的处理，在遇到设备疲劳或者损坏时无法自动进行反应，调整设备运行状态，这样可能会造成设备损坏加剧，进而造成更加严重的后果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种风电机组疲劳预警方法及装置，以解决上述背景中所提出传统的风电机组疲劳预警装置只能进行预警，而无法自动反应调整设备运行的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种风电机组疲劳预警装置，包括风机、风机扇叶和发电机，所述风机扇叶通过第一法兰连接有变速箱，所述变速箱通过第二法兰与发电机，所述变速箱两侧分别设置有主动轴和从动轴，所述主动轴通过键槽与第一法兰固定连接，所述从动轴通过键槽与第二法兰固定连接，所述主动轴一端固定连接有第一
3、所述第一转动盘上开设有第一通孔，所述第一通孔内插入有伸缩连接杆，所述伸缩连接杆固定连接有活动环，所述活动环与变速箱转动连接，所述活动环带动大齿环转动；
4、所述活动环右侧连接有拉力弹簧，所述拉力弹簧右侧固定连接有固定环，所述固定环与变速箱固定连接；
5、所述变速箱上方设置有检测槽，所述检测槽底部设置有定位销，所述定位销位于活动环的右侧，阻止活动环向右移动，所述定位销上方通过弹簧连接有加速度传感器，所述加速度传感器上方固定连接有第一磁铁，所述检测槽上方通过螺纹固定连接有密封盖，所述密封盖底部固定连接有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁相互吸引。
6、进一步的，所述活动环右侧转动连接有转动轴承，所述拉力弹簧与转动轴承固定连接，所述定位销与转动轴承右侧接触。
7、优选的，所述活动环与大齿环之间的接触面分别加工有单向棘齿，且所述活动环左侧的单向棘齿与大齿环右侧的单向棘齿相互嵌合。
8、进一步的，所述第一通孔围绕第一转动盘的圆形等间距设置有三个，所述伸缩连接杆同样设置有三根。
9、进一步的，所述定位销和加速度传感器之间设置有两根弹簧，分别是第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧下端与定位销固定连接，所述第一弹簧上端固定连接有连接片，所述第二弹簧下端与连接片固定连接，所述第二弹簧上端与加速度传感器固定连接。
10、进一步的，所述第一弹簧的固有频率为200hz，所述第二弹簧的固有频率为600hz。
11、进一步的，所述定位销卡在活动环右侧时，所述第一磁铁位于第二磁铁的吸引范围之外。
12、进一步的，所述中心齿轮右侧固定连接有第二转动盘，所述第二转动盘上开设有第二通孔，所述第二通孔内设置有圆柱销，所述圆柱销上端设置有压力弹簧，所述第二通孔上端通过螺纹固定连接有压力调节旋钮，所述圆柱销下端转动连接有滚珠，所述第一通孔上端开口处加工有嵌入槽。
13、进一步的，所述第二通孔开设有三个，且位置与第一通孔相对应。
14、本专利技术提供另一种技术方案：一种风电机组疲劳预警方法，所述方法包括以下步骤：
15、s1.振动信号监测：在分别在正常工作的变速箱和出现疲劳损伤的变速箱上安装高精度的加速度传感器，确保能够准确采集到变速箱的振动数据；
16、s2.振动信号分析：根据采集到的加速度数据分析振动频率，并统计正常状态的变速箱工作振动频率和出现疲劳损伤的变速箱工作振动频率，并绘制折线图；
17、s3.预警界限设定：统计正常状态的变速箱工作振动频率和出现疲劳损伤的变速箱工作振动频率，并依据两者的频率极值设立预警上界600hz和预警下界200hz；
18、s4.预警信号发出：在变速箱的振动频率达到预警上界600hz或者预警下界200hz时，改变风机扇叶和发电机的传动方式，绕过变速箱改为直接驱动，维持低效率的发电状态，并发出疲劳预警信号，等待维修，当变速箱损坏卡死时，断开风机扇叶和发电机的传动，停止发电，并发出损坏预警。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术提出的一种风电机组疲劳预警方法及装置，通过两组固有频率不同的第一弹簧和第二弹簧来对变速箱的振动频率进行界限测定，当变速箱疲劳老化时，其振动频率会突破频率上界和频率下界，从而在某个时候变速箱的振动频率会与第一弹簧和第二弹簧的固有频率接近，进而引起第一弹簧和第二弹簧的共振，从而利用磁力使得定位销脱离，从而断开原本的行星齿轮加速传动，改为直连传动，从而以降低发电效率为代价防止疲劳损伤进一步恶化，同时当变速箱齿轮发生损坏时，风机扇叶和发电机之间的直连传动也会断开，从而避免进一步的扩大损失，本方案采用线上预警和物理预警相结合的方式，在预警发生的第一时间就自动改变风机的传动方式，可以有效保证疲劳损伤的控制，避免损失扩大化。
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1.一种风电机组疲劳预警装置，包括风机(1)、风机扇叶(2)和发电机(6)，所述风机扇叶(2)通过第一法兰(3)连接有变速箱(4)，所述变速箱(4)通过第二法兰(5)与发电机(6)，其特征在于：所述变速箱(4)两侧分别设置有主动轴(7)和从动轴(8)，所述主动轴(7)通过键槽与第一法兰(3)固定连接，所述从动轴(8)通过键槽与第二法兰(5)固定连接，所述主动轴(7)一端固定连接有第一转动盘(9)，所述变速箱(4)内转动连接有大齿环(13)，所述第一转动盘(9)带动大齿环(13)转动，所述从动轴(8)一端固定连接有中心齿轮(15)，所述中心齿轮(15)四周啮合有三个行星齿轮(16)，所述行星齿轮(16)与变速箱(4)转动连接，所述行星齿轮(16)外侧与大齿环(13)啮合；
2.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述活动环(12)右侧转动连接有转动轴承(17)，所述拉力弹簧(18)与转动轴承(17)固定连接，所述定位销(21)与转动轴承(17)右侧接触。
3.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述活动环(12)与大齿
4.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述第一通孔(10)围绕第一转动盘(9)的圆形等间距设置有三个，所述伸缩连接杆(11)同样设置有三根。
5.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述定位销(21)和加速度传感器(25)之间设置有两根弹簧，分别是第一弹簧(22)和第二弹簧(24)，所述第一弹簧(22)下端与定位销(21)固定连接，所述第一弹簧(22)上端固定连接有连接片(23)，所述第二弹簧(24)下端与连接片(23)固定连接，所述第二弹簧(24)上端与加速度传感器(25)固定连接。
6.如权利要求5所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述第一弹簧(22)的固有频率为200Hz，所述第二弹簧(24)的固有频率为600Hz。
7.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述定位销(21)卡在活动环(12)右侧时，所述第一磁铁(26)位于第二磁铁(28)的吸引范围之外。
8.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述中心齿轮(15)右侧固定连接有第二转动盘(29)，所述第二转动盘(29)上开设有第二通孔(30)，所述第二通孔(30)内设置有圆柱销(31)，所述圆柱销(31)上端设置有压力弹簧(32)，所述第二通孔(30)上端通过螺纹固定连接有压力调节旋钮(33)，所述圆柱销(31)下端转动连接有滚珠(34)，所述第一通孔(10)上端开口处加工有嵌入槽(35)。
9.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述第二通孔(30)开设有三个，且位置与第一通孔(10)相对应。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种风电机组疲劳预警方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种风电机组疲劳预警装置，包括风机(1)、风机扇叶(2)和发电机(6)，所述风机扇叶(2)通过第一法兰(3)连接有变速箱(4)，所述变速箱(4)通过第二法兰(5)与发电机(6)，其特征在于：所述变速箱(4)两侧分别设置有主动轴(7)和从动轴(8)，所述主动轴(7)通过键槽与第一法兰(3)固定连接，所述从动轴(8)通过键槽与第二法兰(5)固定连接，所述主动轴(7)一端固定连接有第一转动盘(9)，所述变速箱(4)内转动连接有大齿环(13)，所述第一转动盘(9)带动大齿环(13)转动，所述从动轴(8)一端固定连接有中心齿轮(15)，所述中心齿轮(15)四周啮合有三个行星齿轮(16)，所述行星齿轮(16)与变速箱(4)转动连接，所述行星齿轮(16)外侧与大齿环(13)啮合；
2.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述活动环(12)右侧转动连接有转动轴承(17)，所述拉力弹簧(18)与转动轴承(17)固定连接，所述定位销(21)与转动轴承(17)右侧接触。
3.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述活动环(12)与大齿环(13)之间的接触面分别加工有单向棘齿(14)，且所述活动环(12)左侧的单向棘齿(14)与大齿环(13)右侧的单向棘齿(14)相互嵌合。
4.如权利要求1所述的一种风电机组疲劳预警装置，其特征在于：所述第一通孔(10)围绕第一转动盘(9)的圆形等间距设置有三个，所述伸缩连接杆(11)同样设置有三根。
5.如权利要求1所述的一种风...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭贤明，李帅，张品，庞晓玲，胥涵，王旭辉，
申请(专利权)人：中国船舶集团风电发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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