風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，包括：嵌套于風力發(fā)電機軸與風力發(fā)電機箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風力發(fā)電機軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風力發(fā)電機箱壁相接觸，所述軸承的外圈內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷材料；與所述軸承的外圈連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信的傅立葉變換器；與所述傅立葉變換器連接的頻譜分析儀。本實用新型通過壓電陶瓷材料來檢測風力發(fā)電機軸承故障，可以滿足顧客實時在線監(jiān)測風力發(fā)電機軸承故障的需求，具有簡潔高效方便精確度比較高的優(yōu)點。
【專利說明】 風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機和環(huán)境問題的日益嚴重，世界各國爭相發(fā)展可再生新興能源，我國長期規(guī)劃明確支持“研究開發(fā)大型風力發(fā)電設(shè)備”，風電裝備由此得到了迅猛發(fā)展。在風電迅猛發(fā)展的同時，風力發(fā)電機高額的運行維護成本影響了風場的經(jīng)濟效益。風場一般地處偏遠、環(huán)境惡劣，并且機艙位于70m至90m以上的高空，給機組的維護維修工作造成了困難，增加了機組的運行維護成本。對于工作壽命為20年的機組，運行維護成本估計占到風場收入的10%-15% ;對于海上風場，用于風力發(fā)電機運行維護的成本高達風場收入的20%-25%。高額的運行維護費用增加了風場的運營成本，降低了風電的經(jīng)濟效益。但隨著投產(chǎn)的風力發(fā)電機數(shù)量和容量的不斷增加，風力發(fā)電機的運行維護、故障監(jiān)測、診斷技術(shù)的優(yōu)化和改進已成為風力發(fā)電亟待解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，能夠滿足顧客實時在線監(jiān)測風力發(fā)電機軸承故障的需求。
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供一種風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，包括:
[0005]嵌套于風力發(fā)電機軸與風力發(fā)電機箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風力發(fā)電機軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風力發(fā)電機箱壁相接觸，所述軸承的外圈內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷材料；
[0006]與所述軸承的外圈連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0007]與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信的傅立葉變換器；
[0008]與所述傅立葉變換器連接的頻譜分析儀。
[0009]進一步的，在上述風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過無線方式與傅立葉變換器進行通信。
[0010]進一步的，在上述風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置中，所述軸承為金屬材質(zhì)，所述軸承的外圈的金屬與所述壓電陶瓷材料制成一體。
[0011]進一步的，在上述風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置中，還包括一模擬抗混濾波器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過所述模擬抗混濾波器與所述軸承的外圈連接。
[0012]進一步的，在上述風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置中，還包括一數(shù)字抗混濾波器，所述傅立葉變換器通過所述數(shù)字抗混濾波器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信。
[0013]進一步的，在上述風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過無線方式與所述數(shù)字抗混濾波器進行通信。
[0014]進一步的，在上述風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置中，所述數(shù)字抗混濾波器、傅立葉變換器和頻譜分析儀位于一遠程控制室內(nèi)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括:嵌套于風力發(fā)電機軸與風力發(fā)電機箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風力發(fā)電機軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風力發(fā)電機箱壁相接觸，所述軸承的外圈內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷材料；與所述軸承的外圈連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信的傅立葉變換器；與所述傅立葉變換器連接的頻譜分析儀，通過壓電陶瓷材料來檢測風力發(fā)電機軸承故障，可以滿足顧客實時在線監(jiān)測風力發(fā)電機軸承故障的需求，具有簡潔高效方便精確度比較高的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型一實施例的風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2是本實用新型一實施例的軸承的外圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3是本實用新型一實施例的軸承的外圈內(nèi)的壓電陶瓷材料工作原理圖圖；
[0019]圖4是本實用新型一實施例的風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置的模塊圖。

【具體實施方式】
[0020]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0021]如圖1?4所示，本實用新型提供一種風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，包括:
[0022]嵌套于風力發(fā)電機軸4與風力發(fā)電機箱壁I之間的軸承3，所述軸承的內(nèi)圈2與所述風力發(fā)電機軸4相接觸，所述軸承的外圈6與所述風力發(fā)電機箱壁I相接觸，所述軸承的外圈2內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷材料；具體的，風力發(fā)電機在高空高速運行，其軸4同時也在軸承3內(nèi)轉(zhuǎn)動，假如軸承3沒有振動，軸承的外圈2的壓電陶瓷材料5內(nèi)就會產(chǎn)生一個恒定電信號，即由軸承3所承受的重力引起的，但這種理想化基本不存在；當風力發(fā)電機在高速運行過程中，各種制造誤差以及外力引起的振動，這些振動就會作應在軸承3上，影響軸承3的壽命，由于采用了壓電陶瓷材料5這種敏感材料，如圖3所示，這些作用于軸承3上輕微的振動就會被軸承的外圈2內(nèi)的壓電陶瓷材料5所感應到，并產(chǎn)生不同于理想化時的電信號;
[0023]與所述軸承的外圈2連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器9 ；
[0024]與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器9通信的傅立葉變換器11 ；
[0025]與所述傅立葉變換器11連接的頻譜分析儀12。具體的，如圖4所示，將由壓電陶瓷材料5所產(chǎn)生連續(xù)的電信號，經(jīng)過數(shù)字化處理傳送到傅立葉變換器11進行傅里葉變換將這些電信號變換為頻譜，然后在頻譜分析儀12上顯示出來，通過觀察頻譜來確定風力發(fā)電機軸承運行過程中的振動幅度，從而有效地判斷風力發(fā)電機軸承是否有損。
[0026]優(yōu)選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器8通過無線方式與傅立葉變換器11進行通信。
[0027]優(yōu)選的，所述軸承3為金屬材質(zhì)，所述軸承的外圈2的金屬7與所述壓電陶瓷材料5制成一體，即如圖2所示軸承的外圈2是以壓電陶瓷材料5和金屬7聯(lián)合做成的。
[0028]優(yōu)選的，還包括一模擬抗混濾波器8，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器9通過所述模擬抗混濾波器8與所述軸承的外圈2連接。
[0029]優(yōu)選的，還包括一數(shù)字抗混濾波器10，所述傅立葉變換器11通過所述數(shù)字抗混濾波器10與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器9通信。
[0030]優(yōu)選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器9通過無線方式與所述數(shù)字抗混濾波器10進行通信。
[0031]優(yōu)選的，所述數(shù)字抗混濾波器10、傅立葉變換器11和頻譜分析儀12位于一遠程控制室內(nèi)，這樣可以在風力發(fā)電機在高空中高速旋轉(zhuǎn)時，通過壓電陶瓷材料5的感應，操控人員可以簡潔高效方便精確度比較高地實施遠程在線實時監(jiān)控軸承的振動狀態(tài)，可以大大降低風力發(fā)電機高空作業(yè)現(xiàn)場檢修成本。
[0032]本實用新型包括:嵌套于風力發(fā)電機軸與風力發(fā)電機箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風力發(fā)電機軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風力發(fā)電機箱壁相接觸，所述軸承的外圈內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷材料；與所述軸承的外圈連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信的傅立葉變換器；與所述傅立葉變換器連接的頻譜分析儀，通過壓電陶瓷材料來檢測風力發(fā)電機軸承故障，可以滿足顧客實時在線監(jiān)測風力發(fā)電機軸承故障的需求，具有簡潔高效方便精確度比較高的優(yōu)點。
[0033]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，其特征在于，包括: 嵌套于風力發(fā)電機軸與風力發(fā)電機箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風力發(fā)電機軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風力發(fā)電機箱壁相接觸，所述軸承的外圈內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷材料，所述軸承為金屬材質(zhì)，所述軸承的外圈的金屬與所述壓電陶瓷材料制成一體； 與所述軸承的外圈連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過無線方式通信的傅立葉變換器； 與所述傅立葉變換器連接的頻譜分析儀。
2.如權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，其特征在于，還包括一模擬抗混濾波器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過所述模擬抗混濾波器與所述軸承的外圈連接。
3.如權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，其特征在于，還包括一數(shù)字抗混濾波器，所述傅立葉變換器通過所述數(shù)字抗混濾波器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信。
4.如權(quán)利要求3所述的風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過無線方式與所述數(shù)字抗混濾波器進行通信。
5.如權(quán)利要求3所述的風力發(fā)電機軸承故障診斷裝置，其特征在于，所述數(shù)字抗混濾波器、傅立葉變換器和頻譜分析儀位于一遠程控制室內(nèi)。
【文檔編號】G01M13/04GK203965151SQ201420165011
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】高志飛, 張彬, 徐永斌, 謝源 申請人:上海電機學院