1. 引言
齒輪箱是風力發(fā)電機組變速、能量傳遞的關鍵部件,齒輪箱的壽命往往決定著風力發(fā)電機組的壽命,因此齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術就顯得十分重要。
齒輪箱故障診斷系統(tǒng)一般由數據采集和數據處理兩部分結成,其中基于PC 機的振動信號采集系統(tǒng)是目前應用最為廣泛的振動信號采集系統(tǒng)之一, 它機械設備監(jiān)控、遙測遙感等測控領域和其他方面有很重要的應用。而高速數據采集、高速數據處理和采集精度是影響振動分析系統(tǒng)的重要因素,因而本文研究的也是基于振動信號處理的采集系統(tǒng)。
數據處理方面,隨著社會的發(fā)展,目前國內外已經開展了針對大型風電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究,并有實際應用的報道。 如Pruftechnik公司的VIBXPERT FFT 數據采集與信號分析儀、通用電氣公司的 BentlyNevada 系統(tǒng)、VIBROWEB XP 診斷型的在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、SKF 公司的 SKF WindCon 系統(tǒng)、德國SCHENCK VIBROGMBH 公司的VIBRO-IC 系統(tǒng)等。 國內目前也有有關單位開始研發(fā)針對風力發(fā)電機組的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)產品,應用到風電機組上的主要有:金風科技公司的風電機組在線監(jiān)測系統(tǒng);北京唐智科技有限公司的JK07460 風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)故障診斷裝置; 西北工業(yè)大學旋轉機械與風能裝置測控研究所的CAMD-6100; 東方振動和噪聲技術研究所的 DASP 系統(tǒng)等。
上述多種產品中,有些產品的分析和診斷功能較弱。而分析功能強的產品通常系統(tǒng)比較復雜,現場安裝不方便,適合實驗室使用。而本文研究的系統(tǒng)既適合現場安裝而且功能豐富,能夠利用一定的分析手段和方法,對已經出現故障的部件,及時分析其狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采集的部件信息,快速有效地診斷出導致故障的原因,縮短排除故障的時間,降低損失;對于故障出現前部件的早期退化,通過對狀態(tài)信息變化的分析,可提前預測故障,為部件的維護提供明確指導, 大大減少了由于分析故障而給企業(yè)帶來的經濟損失。
診斷系統(tǒng)的組成該診斷系統(tǒng)由數據采集系統(tǒng)和數據處理系統(tǒng)組成,數據采集系統(tǒng)包括振動傳感器、電荷放大器、數據采集卡,數據處理系統(tǒng)則是由一套集數據監(jiān)測和數據分析的軟件系統(tǒng)構成,如圖1 所示。下面分別介紹各個部分。