[发明专利]用于确定驱动链的至少一个旋转部件的总受损程度的方法和计算单元

说明书

本发明涉及一种用于确定设备(100)、特别是风力发电设备或波能发电设备的驱动链(2‑5)的至少一个旋转部件(4)的总受损程度的方法，其中在设备(100)运行过程中，在时间(t)上求得表征部件转速的参量和表征由部件所传递的转矩的参量，其中在计算单元(9)中由参量随时间的变化求得负载集合，并且通过将所求得的负载集合与参考负载集合进行比较来确定总受损程度。

技术领域

本发明涉及一种用于确定驱动链的至少一个旋转部件的理论总受损程度的方法以及一种用于实现该方法的计算单元。

背景技术

尽管本发明尤其涉及一种风力发电装置(WEA)，但是它不局限于此，而是原则上可以被使用在所有形式的发电厂和设备上，其中驱动链的配置考虑到期望的载荷集合。但是本发明阐述了对于更换部件非常昂贵的设备，例如离岸设备(Offshore-Anlagen)的特殊优点。

具有驱动链的部件，例如变速器、离合器和连接元件(轴)是不同的发电设备，例如风力发电设备、水力发电设备等等的重要组成部件。驱动链满足以下任务，即在输入装置(例如风力发电设备的转子)和输出装置(例如相应的发电机)之间产生机械连接，通过所述机械连接由旋转运动传递能量。驱动链部件、例如变速器用于使输入装置上的转速(例如旋转速度)和转矩转换为对应于发电机的工作范围的值。轴在牵连部件之间产生机械连接。其他部件、例如机械制动器或者类似部件也可以集成在驱动链中。离合器可以在需要的时候布置在两个部件之间，例如用于补偿偏差。

驱动链及其部件具有一定的使用寿命，它实际上取决于负载(转矩、扭矩、振动等等)。驱动链因此可以关于期望的(预先计算的)负载集合进行配置。

风力发电设备尽可能不中断的工作对于其经济性是一个主要的挑战。特别是未预料到的运转中断产生巨大的维修费用并通常导致保险索赔

为了避免这种缺点在WEA上通常配置所谓的面向状态的维护，其例如以在相应的状态监测装置或者说系统(Condition Monitoring Systems，CMS)对转子叶片进行基于振动的状态监测(Condition Monitoring，CM)实现。通过这种措施可以例如提前识别转子叶片中的最初损伤。CMS通常配置用于远程诊断，这里状态信息在被认证的诊断中心中通常由受过特殊训练的人员进行评估。

但是在WEA中也已知对其不进行监测的部件，其中本发明的目的在于驱动链及其部件。例如已经提及的，这能够借助预测的载荷情况进行设配置。但是实际的使用寿命在工作中不能得知，从而维护不可以面向状态的实现。因此存在一个需求，即在运行时间中(“在线”)确定能源设备中的驱动链的部件的使用寿命。

发明内容

根据发明提供了一种用于确定特别是在风力发电设备或者波能发电设备中的驱动链的至少一个旋转部件的总受损程度的方法，该方法具有权利要求1所述的特征，以及一种相应配置的、用于实现该方法的计算单元。有利的设计方案是从属权利要求以及接下来的说明的主题。

本发明提供一种可能性，即在运行时间中确定特别是风力或者波能发电设备的驱动链的至少一个旋转部件的总受损程度，并使得面向于状态的维护成为可能。本发明为此尤其对有待监测的部件传递的转矩和转速进行探测，从而进行沿负载集合的方向的分级。通过实际情况下探测的应力的实际集合进而与配置集合的比较可以确定部件的到目前为止出现的总受损程度(相当于磨损程度)。

优选的、用于确定实际集合的方法使用尤其由使用强度领域已知的方法。计数方法、峰值方法-瞬时值方法和停留时间方法或者雨流分级(Rainflow-Klassierung)是特别合适的。

优选仅仅探测一个表征转矩的关于时间的参量。表征转速的参量可以从转矩信号的变化中求得。例如在风力发电设备上由塔影求得信号中的周期性的不均匀度。周期性的元件必要时也可以从其他设备的转速信号中识别出来。