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風電機組振動數據采集

2018-12-19 來源:南京安維士 瀏覽數:7711

振動數據采集是實現狀態監測、故障診斷、故障預測、壽命預測等一系列數據處理工作的首要前提,包括傳感器的選型、安裝,測量位置的選取和采集參數設置等內容。

  振動數據采集是實現狀態監測、故障診斷、故障預測、壽命預測等一系列數據處理工作的首要前提,包括傳感器的選型、安裝,測量位置的選取和采集參數設置等內容。
  1.傳感器性能指標
  風力發電機組的振動數據采集應用較廣的是振動加速度傳感器,因為加速度傳感器測量準確度高、頻率響應范圍寬、重量輕、體積小、易于安裝,影響傳感器的主要性能指標有很多比較重要的有靈敏度、量程范圍、頻率響應特性、線性范圍、穩定性、分辨率、精度、工作溫度范圍等。
  目前風力發電機組加裝的振動加速度傳感器,各性能指標都能滿足使用要求,實際使用中大多根據測點位置選取不同靈敏度傳感器,主流的是通用型100mv/g,和低頻響應較好的500mv/g。
  2.傳感器的安裝方式
  加速度傳感器的使用上限頻率取決于共振頻率,加速度傳感器不同固定方法,其共振頻率不同。不同固定方法的共振頻率分別為:鋼螺栓固定法31kHz,云母墊片28kHz,涂簿蠟層29kHz,手持法2kHz,永久磁鐵固定法7kHz。
  推薦鋼螺栓固定,共振頻率高,傳感器適用頻率范圍更廣,信號采集更穩定可靠。
圖1傳感器固定方式
  3.測量位置的選擇
  測量位置的選擇直接影響信號采集的精度,應選擇剛性較好的位置布置測點。盡可能靠近軸承座,盡可能水平、垂直和軸向都采集數據,對于低速重載軸承在負荷區加裝測點。
  圖2傳感器安裝
  4.數據采集參數的設置
  根據奈奎斯特采樣定理:在進行模擬/數字信號的轉換過程中,當采樣頻率fs大于信號中最高分析頻率fmax的2倍時(fs>2fmax),采樣之后的數字信號完整地保留了原始信號中的信息,一般實際應用中保證采樣頻率為信號最高分析頻率的2.56~4倍。
  采樣頻率:也稱為采樣速度或者采樣率,定義了每秒從連續信號中提取并組成離散信號的采樣個數,它用赫茲(Hz)來表示。采樣頻率的倒數是采樣周期或者采樣時間,它是采樣之間的時間間隔。通俗的講采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個信號樣本。
  最高分析頻率Fmax:指需要關注的最大頻率值,風電齒輪箱振動數據采集通常設置為高-中級嚙合頻率的3倍。如高速軸23個齒,轉頻30Hz,嚙合頻率等于690Hz,最高分析頻率Fmax=3*690Hz。
  譜線數M與分辨率ΔF:通常Fmax值越高,需要的譜線數就越多,譜線數越多,花費的測量時間越多并且占用儀器的內存就越大。因此我們只在必須的時候使用高的“Fmax”值或高的譜線數。分辨率ΔF與需要關注的最小頻率值相關聯,其與譜線數M的關系:ΔF=Fmax/M。
  采樣點數N:采樣點數越多,采樣時間越久,信號描述的越完整。采樣點數N與譜線數M有如下的關系:N=2.56M。
  除上述參數外,數據采集參數設置的過程還需要考慮疊加百分比、平均次數、窗函數的選擇等因素,在此不一一贅述。
閱讀上文 >> 改革開放40年我國風電發展成就
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