本發(fā)明涉及風(fēng)電，特別涉及一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電機(jī)組偏航和變槳軸承是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組重要組成部分。偏航和變槳軸承是風(fēng)機(jī)機(jī)艙與塔筒、葉片與輪轂連接和轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵部件，其工作的可靠性直接影響整個(gè)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行效率和安全。偏航、變槳軸承因受設(shè)計(jì)、制造、材料、安裝工藝、運(yùn)行維護(hù)等因素影響，在長(zhǎng)期交變載荷、沖擊力矩及潤(rùn)滑不足等作用下易造成軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷。由于偏航、變槳軸承更換難度大、成本高，停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)、故障損失較大。因此，利用在線監(jiān)測(cè)手段監(jiān)測(cè)分析軸承內(nèi)部狀態(tài)顯得十分必要，分析軸承隱形缺陷發(fā)展趨勢(shì)，提前預(yù)判軸承內(nèi)部故障，避免軸承損壞事件的發(fā)生。

2、現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段，只適用于傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)偏航、變槳軸承等大型回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)的故障預(yù)警及診斷，此類(lèi)軸承的故障診斷尚屬于行業(yè)技術(shù)難點(diǎn)，隨著風(fēng)機(jī)服役時(shí)間的推移，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組近年來(lái)偏航、變槳軸承故障與退化問(wèn)題容易日漸突出，由此造成的經(jīng)濟(jì)損傷嚴(yán)重影響了發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，包括：

3、通過(guò)風(fēng)電機(jī)組偏航、變槳軸承結(jié)構(gòu)特性及設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算各類(lèi)故障特征頻率，建立風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障特征數(shù)據(jù)庫(kù)；

4、在偏航、變槳軸承安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集偏航、變槳軸承的振動(dòng)數(shù)據(jù)、獨(dú)立溫度數(shù)據(jù)和聲紋數(shù)據(jù)，計(jì)算得到特征值以及對(duì)應(yīng)的增幅、增速特征值，當(dāng)特征值以及對(duì)應(yīng)的增幅、增速特征值超過(guò)對(duì)應(yīng)閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警；通過(guò)對(duì)特征值以及對(duì)應(yīng)的增幅、增速特征值的圖形識(shí)別與頻率識(shí)別技術(shù)在故障特征數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)偏航、變槳軸承狀態(tài)故障類(lèi)型的診斷；

5、將風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障按嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，對(duì)不同故障采取不同的檢修和運(yùn)維方式；根據(jù)監(jiān)測(cè)的偏航、變槳軸承狀態(tài)采取對(duì)應(yīng)的檢修和運(yùn)維方式。

6、進(jìn)一步的，風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障，包括：軸承外圈點(diǎn)蝕、剝落、裂紋故障，軸承內(nèi)圈點(diǎn)蝕、剝落、裂紋故障，軸承滾動(dòng)體表面點(diǎn)蝕、剝落故障，軸承保持架斷裂故障。

7、進(jìn)一步的，特征值，包括：故障時(shí)域、頻域、聲紋和溫度特征。

8、進(jìn)一步的，建立風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障特征數(shù)據(jù)庫(kù)，包括：

9、收集偏航、變槳軸承設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算軸承的外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架的故障特征頻率；

10、根據(jù)故障特征頻率，基于偏航、變槳軸承故障特征值相關(guān)性，計(jì)算故障頻譜特征，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

11、進(jìn)一步的，將風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障按嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，包括：

12、將故障分為輕微故障、中等故障、嚴(yán)重故障，分別以藍(lán)色、黃色、紅色進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

13、進(jìn)一步的，對(duì)不同故障采取不同的檢修和運(yùn)維方式，包括：

14、對(duì)不同故障采取不同的運(yùn)維方式，輕微故障加強(qiáng)關(guān)注下繼續(xù)使用、中等故障維修保養(yǎng)后繼續(xù)使用、嚴(yán)重故障停機(jī)更換。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)庫(kù)單元、診斷單元和故障應(yīng)對(duì)單元；

16、數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于通過(guò)風(fēng)電機(jī)組偏航、變槳軸承結(jié)構(gòu)特性及設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算各類(lèi)故障特征頻率，建立風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障特征數(shù)據(jù)庫(kù)；

17、診斷單元，用于在偏航、變槳軸承安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集偏航、變槳軸承的振動(dòng)數(shù)據(jù)、獨(dú)立溫度數(shù)據(jù)和聲紋數(shù)據(jù)，計(jì)算得到特征值以及對(duì)應(yīng)的增幅、增速特征值，當(dāng)特征值以及對(duì)應(yīng)的增幅、增速特征值超過(guò)對(duì)應(yīng)閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警；通過(guò)對(duì)特征值以及對(duì)應(yīng)的增幅、增速特征值的圖形識(shí)別與頻率識(shí)別技術(shù)在故障特征數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)偏航、變槳軸承狀態(tài)故障類(lèi)型的診斷；

18、故障應(yīng)對(duì)單元，用于將風(fēng)機(jī)偏航、變槳軸承故障按嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，對(duì)不同故障采取不同的檢修和運(yùn)維方式；根據(jù)監(jiān)測(cè)的偏航、變槳軸承狀態(tài)采取對(duì)應(yīng)的檢修和運(yùn)維方式。

19、本發(fā)明至少具備以下有益效果：

20、本發(fā)明針對(duì)風(fēng)電機(jī)組偏航軸承、變槳軸承運(yùn)行方式的特殊性級(jí)重要性，為保證故障診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性，研發(fā)了基于振動(dòng)信號(hào)、溫度信號(hào)、聲紋信號(hào)多種診斷技術(shù)深度融合的故障診斷系統(tǒng)；

21、本發(fā)明通過(guò)特征值趨勢(shì)“增幅”及“增速”算法結(jié)合多種故障診斷模型實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時(shí)故障預(yù)警，實(shí)時(shí)評(píng)估并展示部件健康狀態(tài)，并定期生成監(jiān)測(cè)設(shè)備故障情況報(bào)告；

22、本發(fā)明通過(guò)將特征值及診斷結(jié)果與軸承故障知識(shí)庫(kù)、可靠性評(píng)價(jià)體系智能匹配，為故障狀態(tài)下機(jī)組運(yùn)行、檢修與備品備件的管理提供理論指導(dǎo)。

23、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法，其特征在于，

7.一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)庫(kù)單元、診斷單元和故障應(yīng)對(duì)單元；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電機(jī)組軸承故障診斷方法及系統(tǒng)。本發(fā)明基于特征值增幅、特征值增速、動(dòng)態(tài)自學(xué)習(xí)的多元數(shù)據(jù)融合智能預(yù)警算法，采用動(dòng)態(tài)閾值策略解決了偏航軸承損傷、變槳軸承損傷等風(fēng)電機(jī)組疑難故障自動(dòng)預(yù)警難題，建立了基于特征值自學(xué)習(xí)算法的風(fēng)電機(jī)組偏航、變槳軸承故障知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)軸承故障頻率的動(dòng)態(tài)修正，建立了基于故障分級(jí)的風(fēng)電機(jī)組偏航、變槳軸承可靠性評(píng)價(jià)平臺(tái)，對(duì)軸承故障類(lèi)型、故障等級(jí)、檢修方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，指導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估、檢修計(jì)劃制定及備品備件管理。

技術(shù)研發(fā)人員：劉啟棟,蘆彪,嚴(yán)得鑫,許國(guó)祥,宋首先,孫志遠(yuǎn),李霖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青海黃河風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22