風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置，包括：嵌套于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(shí)用新型通過(guò)壓電陶瓷材料來(lái)檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障，可以滿(mǎn)足顧客實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障的需求，具有簡(jiǎn)潔高效方便精確度比較高的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置

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

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展可再生新興能源，我國(guó)長(zhǎng)期規(guī)劃明確支持“研究開(kāi)發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備”，風(fēng)電裝備由此得到了迅猛發(fā)展。在風(fēng)電迅猛發(fā)展的同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)高額的運(yùn)行維護(hù)成本影響了風(fēng)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)場(chǎng)一般地處偏遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣，并且機(jī)艙位于70m至90m以上的高空，給機(jī)組的維護(hù)維修工作造成了困難，增加了機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本。對(duì)于工作壽命為20年的機(jī)組，運(yùn)行維護(hù)成本估計(jì)占到風(fēng)場(chǎng)收入的10%-15% ;對(duì)于海上風(fēng)場(chǎng)，用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)的成本高達(dá)風(fēng)場(chǎng)收入的20%-25%。高額的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增加了風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)成本，降低了風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)效益。但隨著投產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量和容量的不斷增加，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)、故障監(jiān)測(cè)、診斷技術(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)已成為風(fēng)力發(fā)電亟待解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置，能夠滿(mǎn)足顧客實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障的需求。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置，包括:
[0005]嵌套于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jìn)一步的，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)無(wú)線方式與傅立葉變換器進(jìn)行通信。
[0010]進(jìn)一步的，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jìn)一步的，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)所述模擬抗混濾波器與所述軸承的外圈連接。
[0012]進(jìn)一步的，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)所述數(shù)字抗混濾波器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信。
[0013]進(jìn)一步的，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)無(wú)線方式與所述數(shù)字抗混濾波器進(jìn)行通信。
[0014]進(jìn)一步的，在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(yuǎn)程控制室內(nèi)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括:嵌套于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)壓電陶瓷材料來(lái)檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障，可以滿(mǎn)足顧客實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障的需求，具有簡(jiǎn)潔高效方便精確度比較高的優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的軸承的外圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)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(shí)用新型一實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置的模塊圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]如圖1?4所示，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置，包括:
[0022]嵌套于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸4與風(fēng)力發(fā)電機(jī)箱壁I之間的軸承3，所述軸承的內(nèi)圈2與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸4相接觸，所述軸承的外圈6與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)在高空高速運(yùn)行，其軸4同時(shí)也在軸承3內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，假如軸承3沒(méi)有振動(dòng)，軸承的外圈2的壓電陶瓷材料5內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)恒定電信號(hào)，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(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)行過(guò)程中，各種制造誤差以及外力引起的振動(dòng)，這些振動(dòng)就會(huì)作應(yīng)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(dòng)就會(huì)被軸承的外圈2內(nèi)的壓電陶瓷材料5所感應(yīng)到，并產(chǎn)生不同于理想化時(shí)的電信號(hào);
[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(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理傳送到傅立葉變換器11進(jìn)行傅里葉變換將這些電信號(hào)變換為頻譜，然后在頻譜分析儀12上顯示出來(lái)，通過(guò)觀察頻譜來(lái)確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)幅度，從而有效地判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承是否有損。
[0026]優(yōu)選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器8通過(guò)無(wú)線方式與傅立葉變換器11進(jìn)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(guò)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(guò)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(guò)無(wú)線方式與所述數(shù)字抗混濾波器10進(jìn)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(yuǎn)程控制室內(nèi)，這樣可以在風(fēng)力發(fā)電機(jī)在高空中高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)壓電陶瓷材料5的感應(yīng)，操控人員可以簡(jiǎn)潔高效方便精確度比較高地實(shí)施遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承的振動(dòng)狀態(tài)，可以大大降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)高空作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢修成本。
[0032]本實(shí)用新型包括:嵌套于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)壓電陶瓷材料來(lái)檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障，可以滿(mǎn)足顧客實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障的需求，具有簡(jiǎn)潔高效方便精確度比較高的優(yōu)點(diǎn)。
[0033]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置，其特征在于，包括: 嵌套于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)箱壁之間的軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸相接觸，所述軸承的外圈與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)無(wú)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(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)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(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)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(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷裝置，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)無(wú)線方式與所述數(shù)字抗混濾波器進(jìn)行通信。
5.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(yuǎn)程控制室內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01M13/04GK203965151SQ201420165011
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院