[实用新型]一种风力发电机组齿轮箱内部声源识别装置

说明书

本实用新型公开了一种风力发电机组齿轮箱内部声源识别装置，其包括一传感器阵列，位于风力发电机中的齿轮箱上部，其轮廓呈正方形并包括多个传感器，多个传感器形成第一子阵列和第二子阵列，第一子阵列中的多个传感器呈网格状分布，第二子阵列中的多个传感器呈“X”形分布，第一子阵列和第二子阵列中的传感器对应不同频率段的信号，其中，信号的最高频率f_max、信号的最低频率f_min、空气中的声速c、孔距d、传感器阵列宽度D、信号的波长λ之间的关系满足下式：d≤2/3λ、f_max＝2c/3d和f_min＝c/D，其中，孔距d为传感器阵列中相邻传感器之间的水平距离和垂直距离。

技术领域

本实用新型涉及风电机组齿轮箱振动噪声监控和识别领域，具体而言，涉及一种风力发电机组齿轮箱内部声源识别装置。

背景技术

风力发电是世界上公认的清洁能源技术之一。在过去十年，我国风力发电已成为增长速度最快的可再生能源，逐渐在电网中占据了较大的比重，在世界风电行业也占据着重要地位。

风力发电机组的机舱位于高空，长期工作于雷雨、暴雪、大风、暴晒等恶劣环境中，这些因素都会增加风力发电机组故障的概率，同时，风电场多位于偏远山区或近海区域，交通不便，长期以来所采用的是计划维修和事后维修方式，成本较高。

因此，如何避免重大故障的发生、如何有效降低故障带来的损失以及如何提高运维效率，以保证风机安全可靠、高效运行，是需要关注的重要问题，同时也是风电场业主的迫切需求。

风机状态监测技术可以实现对风机各个部件的实时观测，掌握运行过程中的状态信息，及时发现故障隐患，协助风电场业主及时采取有效措施，以避免重大事故的发生，同时将传统的定期维护和事后维护转变为预测维护，可以有效降低运行维护成本，提高风电的经济效益。其中，对风机中电机组齿轮箱振动噪声的监控是风机状态监测技术中非常重要的一项内容。

现有的对于风机中电机组齿轮箱振动噪声进行监控的方法，多是采用接触式的振动传感器直接在测点进行测量，通过分析振动信号特征值、对比理论特征值等方法，间接判断振源位置以及发生故障原因。该方式监测点数相对有限，对于传感器的安装和维护要求比较高，想定位到实际的振源难度较大，需要大量的重复性工作。

实用新型内容

本实用新型提供一种风力发电机组齿轮箱内部声源识别装置，用以对风力发电机组齿轮箱内部声源进行识别。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种风力发电机组齿轮箱内部声源识别装置，其包括一传感器阵列，位于风力发电机中的齿轮箱上部，其轮廓呈正方形并包括多个传感器，多个传感器形成第一子阵列和第二子阵列，第一子阵列中的多个传感器呈网格状分布，第二子阵列中的多个传感器呈“X”形分布，第一子阵列和第二子阵列中的传感器对应不同频率段的信号，

其中，信号的最高频率f_max、信号的最低频率f_min、空气中的声速c、孔距d、传感器阵列宽度D、信号的波长λ之间的关系满足下式(1)-(3)：

d≤2/3λ (1)

f_max＝2c/3d (2)

f_min＝c/D (3)，

其中，孔距d为传感器阵列中相邻传感器之间的水平距离和垂直距离。

在本实用新型的一实施例中，传感器阵列宽度D为3.4m。

在本实用新型的一实施例中，孔距d为0.17m。

在本实用新型的一实施例中，传感器阵列为Mems麦克风阵列，包括213个Mems麦克风传感器。