[发明专利]一种检测风力发电机组轴承故障的方法

说明书

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，具体为一种检测风力发电机组轴承故障的方法。

背景技术

轴承是风力发电机组最重要的承力及传力部件，负荷高，工作环境恶劣，易于出现故障。并且由于风力发电机组分布广泛，机舱位置高，轴承一旦出现故障，维护极为困难，严重影响风力发电机组经济效益。因此，对风力发电机组轴承进行检测以延长其使用寿命非常重要。目前风力发电机组轴承故障检测多采用振动检测方法和油液分析法。

现有常规的振动检测方法是在齿轮箱轴承座位置上安装一只振动速度或者振动加速度传感器，通过测量齿轮箱轴承座的振动来检测齿轮箱齿轮及轴承运行状态。然而，齿轮箱轴承故障对风力发电机组振动的影响要通过轴承外环、轴承座、承力结构以及传感器安装座才能传递到测振传感器，传递路径长，并且很复杂，轴承故障信息大幅度衰减。因此，常规的振动检测方法难于检测到轴承的故障信息，特别是对于轴承的初始故障。此外，风力发电机组已经广泛安装于全国各地，装机数目巨大，齿轮箱轴承故障又是风力发电机组常见故障，考虑到成本，风力发电机组并未给所有机组安装监测用传感器，从而无法进行常态监测，故无法提前检测出齿轮箱轴承故障。

对于风力发电机组轴承检测，除了常规的振动检测方法外，还有油液分析方法。油液分析方法主要有3种：第一种是润滑油性能分析法；第二种是滑油污染度分析；第三种是润滑油介质中的磨粒分析法。油液分析方法是目前常用的轴承检测手段，但该方法只能在风力发电机组停车状态下，通过提取轴承润滑油，并对其进行分析，才能检测风力发电机组的轴承状态。因此，油液分析方法在风力发电机组工作时无法对轴承状态进行实时检测，具有一定的局限性。

发明内容

要解决的技术问题

为克服现有技术中存在的或难于检测到轴承的故障信息，或无法对轴承状态进行实时检测的问题，本发明提出一种检测风力发电机组轴承故障的方法，该方法基于易于测量的风力发电机组转速信号。由于风力发电机组的主轴转速和发电机转速是变桨变速风力发电机控制系统关键参数之一，在整个运行阶段均处于监测状态。而且目前并网的风力发电机组大多使用光栅测量方法测量风力发电机组主轴及发电机转速，该测量方法具有实时性好，测量精度高等优点，其输出转速信号能敏感反映转子的某些运行特性。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种检测风力发电机组轴承故障的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采集风力发电机组转子的瞬时角速度信号Ω_i，其中在转子的一个转动周期内，转子的瞬时角速度信号的采集次数为N，N＝F_N/F_S，F_N为转子稳定运行时的转速频率，F_S为转速测量采集系统的采样率，i＝1,2,…,N；

步骤2：在转子的一个转动周期内，若采集的转子瞬时角速度信号Ω₁、Ω₂、…、Ω_N均相等，且都等于转子稳态工作时的稳定角速度Ω₀，表示转子没有发生扭转振动，轴承无故障，则重复步骤1～步骤2，继续采集风力发电机组转子的瞬时角速度信号；若采集的转子瞬时角速度信号Ω_i不等于Ω₀，则表示转子发生扭转振动，进入步骤3；

步骤3：采用包络解调法分析采集的转子瞬时角速度信号Ω_i，若采集的转子瞬时角速度信号Ω_i中包含F_e、F₀、F_i和F_c四个轴承故障特征频率中的一个或多个，则表示风力发电机组轴承发生故障，其中

F_e为风力发电机组滚动轴承外环局部故障特征频率：