[发明专利]一种风电机组偏航系统故障检测装置及方法

权利要求书

1.一种风电机组偏航系统故障检测装置，其特征在于，包括：信号采集模块和信号处理及故障诊断模块；

所述信号采集模块获取风电机组的机舱偏航状态信息及环境状态信息；

所述信号处理及故障诊断模块包括：可进行数据交互的偏航变频器和主控PLC单元；

所述主控PLC单元与所述信号采集模块数据连接，接收所述环境状态信息和所述机舱偏航状态信息，以进行非电机类故障检测；

所述偏航变频器进行电机类故障检测。

2.根据权利要求1所述的风电机组偏航系统故障检测装置，其特征在于，

所述信号采集模块包括：分别与所述信号处理及故障诊断模块连接的偏航扭缆编码器、液压压力传感器、风速风向传感器、偏航振动传感器和电机电流采集传感器；

所述偏航扭缆编码器用于采集所述风电机组机舱偏航的角度；

所述液压压力传感器用于采集所述风电机组偏航液压系统偏航过程中的压力变化；

所述风速风向传感器用于采集所述风电机组环境实时的风速及风向；

所述偏航振动传感器用于采集所述风电机组偏航减速箱的振动情况；

所述电机电流采集传感器用于采集所述风电机组每个电机支路的电流。

3.根据权利要求1所述的风电机组偏航系统故障检测装置，其特征在于，

所述偏航变频器进行所述偏航电机的故障诊断，主要包括：电机制动器故障、电机过温故障、电机堵转及电流不平衡故障。

4.根据权利要求1所述的风电机组偏航系统故障检测装置，其特征在于，

所述环境状态信息包括：所述风电机组所处环境的风速及风向，所述机舱偏航状态信息包括：所述机舱的角度、液压压力、减速箱震动信号及偏航驱动器的状态字、故障字；

所述主控PLC单元进行的非电机类故障检测，主要包括：偏航扭缆故障、液压压力异常故障、减速箱异常故障及偏航驱动器故障。

5.根据权利要求1-4任一所述的风电机组偏航系统故障检测装置，其特征在于，

所述偏航变频器和所述主控PLC单元通过CAN通信进行数据交互。

6.一种风电机组偏航系统故障检测方法，其特征在于，基于风电机组偏航系统故障检测装置进行风电机组偏航系统的故障检测，包括如下步骤：

基于主控PLC单元实时判断是否存在偏航相关的偏航故障；

对所述偏航故障进行分类，判断所述偏航故障的故障类型；

当所述偏航故障为电机类故障时，通过查看数据通信对应的故障字确定具体故障类型，所述电机类故障的具体故障类型包括：电机制动器故障、电机过温故障、电机堵转及电机电流不平衡故障；

当所述偏航故障为非电机类故障时，依据机舱偏航状态信息及环境状态信息判断所述偏航设备的具体故障类型，所述偏航设备的具体故障类型包括：偏航扭缆故障、偏航液压压力异常故障、减速箱异常故障和偏航驱动器故障。

7.根据权利要求6所述的风电机组偏航系统故障检测方法，其特征在于，

所述电机制动器故障的检测条件为：当偏航制动器不打开时，制动器内部触点断开，输出至驱动器24VDI对应通道低电平；当偏航制动器打开时，制动器内部触点闭合，输出至驱动器24VDI对应通道高电平；当偏航制动器动作和反馈的24VDI电平不一致，则判定电机制动器故障；

所述电机过温故障的诊断条件为：当偏航驱动器模拟量检测通道检测到电机内部所埋PTC电阻对应的温度值大于130℃时，则判定电机过温故障；

所述电机堵转的诊断条件为：当电机输出总电流超出驱动器设定的电流值时，则判定电机堵转故障；

所述电机电流不平衡故障的诊断条件为：偏航驱动器对采集的电机相序电流的有效值进行比对，若某一电机相序电流与所有电机相序电流的平均值偏差超出设定值，则判定电机某相电流不平衡。

8.根据权利要求6所述的风电机组偏航系统故障检测方法，其特征在于，

所述偏航扭缆故障的诊断条件为：当主控PLC检测到偏航扭缆编码器输出的扭缆信号为高电平时，则判定偏航扭缆故障；

所述偏航液压压力异常故障的诊断条件为：当机组停止偏航时，主控PLC采集到液压压力超过停止压力偏差设定值；或者当机组进行偏航时，主控PLC采集到液压压力超过运行压力偏差设定值，均判定偏航液压压力异常故障；

所述减速箱异常故障的诊断条件为：当主控PLC采集到偏航减速箱的振动信号超出设定值时，则判定减速箱异常故障；

所述偏航驱动器故障的诊断条件为：当偏航驱动器内部发生故障时对应的故障位会置位，当主控PLC通过CAN通信检测到偏航驱动器故障字对应的故障位置位后，则判定偏航驱动器故障。