风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法及系统

技术领域

本发明涉及可再生新能源风力发电机的技术领域，尤其是指一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法及系统。

背景技术

偏航系统是风力发电机的重要组成部分，其正常运行保证了风机整体对风能的捕获，使得发电效率保持最优，同时也保证了在大风条件下风机的安全。

受各种因素影响，风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿现象在一些特定的工况下是很难避免的，当偏航驱动输出齿轮发生断齿后，如不及时识别该断齿状态，可能会对偏航系统造成持续损坏，如偏航制动器和偏航制动盘损坏等等，使偏航系统无法正常工作，亦使偏航系统维护成本剧增。若能及时识别该断齿状态，则可避免偏航系统发生进一步的损坏。目前，只能靠人工检查识别偏航驱动输出齿轮是否断齿，该方式有严重的滞后性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法，能够及时有效识别偏航驱动输出齿轮断齿故障，避免偏航系统发生进一步的损坏。

本发明的另一目的在于提供一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法，包括步骤，

在偏航驱动输出齿轮的任意轮齿旁沿齿长方向等间距布置多个传感器；

利用传感器实时采集其与偏航驱动输出齿轮的轮齿之间的距离信号；

利用风力发电机的主控采集多个传感器的输出信号并进行分析处理，根据分析结果判断偏航驱动输出齿轮是否发生断齿。

进一步，利用风力发电机的主控采集多个传感器的输出信号并进行分析处理，根据分析结果判断偏航驱动输出齿轮是否发生断齿的具体过程如下：

当主控采集的输出信号一致且均为固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮无断齿情况，处于正常状态；

当主控采集的输出信号一致且均为非固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮处于整体断齿状态，并触发警报；

当主控采集的输出信号不一致时，则判断偏航驱动输出齿轮处于局部断齿状态，并触发警报。

进一步，多个传感器通过传感器支架固定于风力发电机的偏航支座上。

进一步，所述传感器支架通过紧固螺钉固定于偏航支座的底部端面上，其上沿偏航驱动输出齿轮的齿长方向形成有多个供传感器安装的通孔。

进一步，所述传感器的外周面带有外螺纹，将传感器插入通孔内，并通过两个紧固螺母固定于传感器支架上。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：

一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断系统，用于实现上述风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法，包括多个传感器、传感器支架和主控，所述传感器支架固定于风力发电机的偏航支座上，多个传感器沿偏航驱动输出齿轮的齿长方向等间距布置于传感器支架上，并位于偏航驱动输出齿轮的任意轮齿旁，通过多个传感器实时采集与偏航驱动输出齿轮的轮齿之间的距离信号，所述主控与多个传感器通讯连接，用于采集多个传感器的输出信号并进行分析处理，根据分析结果判断偏航驱动输出齿轮是否发生断齿。

进一步，所述主控采集多个传感器的输出信号并进行分析处理，根据分析结果判断偏航驱动输出齿轮是否发生断齿的具体过程如下：

当主控采集的输出信号一致且均为固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮无断齿情况，处于正常状态；

当主控采集的输出信号一致且均为非固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮处于整体断齿状态，并触发警报；

当主控采集的输出信号不一致时，则判断偏航驱动输出齿轮处于局部断齿状态，并触发警报。

进一步，所述传感器支架通过紧固螺钉固定于偏航支座的底部端面上，其上沿偏航驱动输出齿轮的齿长方向形成有多个供传感器安装的通孔。

进一步，所述传感器的外周面带有外螺纹，将传感器插入通孔内，并通过两个紧固螺母固定于传感器支架上。

进一步，所述传感器至少有三个。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明利用多个传感器实时采集与偏航驱动输出齿轮的轮齿之间的距离信号，进而通过主控有效、科学、合理的利用这些数据进行分析处理，及时识别偏航驱动输出齿轮断齿故障并给出故障警报，避免偏航系统发生进一步的损坏，改变现有滞后的人工检查识别方式，大大降低维护成本。

附图说明

图1为本发明的智能诊断方法的流程图。

图2为固定周期间断信号示意图。

图3为非固定周期间断信号示意图。

图4为传感器安装在偏航驱动输出齿轮旁且偏航驱动输出齿轮呈正常状态的示意图。

图5为图4中A处的局部放大图。

图6为传感器安装在偏航驱动输出齿轮旁且偏航驱动输出齿轮呈正常状态的仰视图。

图7为偏航驱动输出齿轮的任意轮齿发生整体断齿的示意图。

图8为偏航驱动输出齿轮的任意轮齿发生整体断齿的仰视图。

图9为偏航驱动输出齿轮的任意轮齿发生局部断齿的示意图。

图10为偏航驱动输出齿轮的任意轮齿发生局部断齿的仰视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1至图6所示，本实施例提供了一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法，包括步骤，

S1、在偏航驱动输出齿轮1的任意轮齿旁沿齿长方向等间距布置多个传感器6，安装时需保证多个传感器6与轮齿的距离相等；

S2、利用传感器6实时采集其与偏航驱动输出齿轮1的轮齿之间的距离信号；

S3、利用风力发电机的主控采集多个传感器6的输出信号并进行分析处理，根据分析结果判断偏航驱动输出齿轮1是否发生断齿；具体判断过程如下：

当主控采集的输出信号一致且均为固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮无断齿情况，处于正常状态；

当主控采集的输出信号一致且均为非固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮处于整体断齿状态，并触发警报；

当主控采集的输出信号不一致时，则判断偏航驱动输出齿轮处于局部断齿状态，并触发警报。

具体的，多个传感器6通过传感器支架4固定于风力发电机的偏航支座2上。进一步的，传感器支架4通过紧固螺钉3固定于偏航支座2的底部端面上，其上沿偏航驱动输出齿轮的齿长方向形成有多个供传感器安装的通孔；传感器6的外周面带有外螺纹，将传感器插入通孔内，并通过两个紧固螺母5固定于传感器支架上。

实施例2：

如图7至图10所示，本实施例提供了一种风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断系统，用于实现上述风力发电机偏航驱动输出齿轮断齿智能诊断方法，包括多个传感器6、传感器支架4和主控，传感器支架4固定于风力发电机的偏航支座2上，多个传感器6沿偏航驱动输出齿轮1的齿长方向等间距布置于传感器支架4上，并位于偏航驱动输出齿轮1的任意轮齿旁，传感器6的数量至少有三个，本实施例以三个为例，具体数量可根据实际需求设置，通过多个传感器6实时采集与偏航驱动输出齿轮1的轮齿之间的距离信号，主控与多个传感器6通讯连接，用于采集多个传感器6的输出信号并进行分析处理，根据分析结果判断偏航驱动输出齿轮1是否发生断齿。

具体的，传感器支架4通过紧固螺钉3固定于偏航支座2的底部端面上，其上沿偏航驱动输出齿轮的齿长方向形成有多个供传感器安装的通孔。传感器6的外周面带有外螺纹，将传感器插入通孔内，并通过两个紧固螺母5固定于传感器支架上，安装时通过两个紧固螺母5调节传感器6与轮齿之间的间距，保证多个传感器6与轮齿的距离相等。

本系统的工作原理如下：当偏航驱动输出齿轮1处于正常状态时，三个传感器6与偏航驱动输出齿轮1的轮齿的间距呈固定周期变化，三个传感器6的输出信号一致且呈固定周期变化；当偏航驱动输出齿轮1某个轮齿发生局部断齿时，三个传感器6与该断齿的间距就会出现不一致，输出信号也不一致；当偏航驱动输出齿轮1的某个轮齿发生整体断齿时，三个传感器6与该轮齿的间距增大，此时虽然三个传感器6输出的信号一致，但输出信号呈非固定周期变化，根据不同的输出信号组合来确定偏航驱动输出齿轮1是否断齿。

主控的具体判断过程如下：

当主控采集的输出信号一致且均为固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮无断齿情况，处于正常状态；

当主控采集的输出信号一致且均为非固定周期间断信号，则判断偏航驱动输出齿轮处于整体断齿状态，并触发警报；

当主控采集的输出信号不一致时，则判断偏航驱动输出齿轮处于局部断齿状态，并触发警报。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。