CN108459237A - 一种基于变采样的旋转体故障域判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，控制单元接收数据采集装置生成的物理信号序列，当旋转体转速变化时，控制单元可灵活调整采样频率，使得所接收物理信号序列物理等间隔，且与旋转体实际相空间一一映射，从而达到故障域精准判定的目的。本发明解决了在控制收集数据量最大化压缩的同时精准定位旋转体物理故障域的问题，变数据被动收集为主动有效收集，降低了带宽压力，节省了存储空间，提高了数据分析准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，适用于风力发电 机组中各类旋转体故障信息测量、故障域判定、故障位置定位等相关领域。
背景技术
当前风力发电领域中，物理旋转体物理故障域仍未形成高效、精准的判 定方案，例如轴承的故障域判定方法仍为恒频采样振动等信号，控制单元收 集存储大量的振动信号，然后择优选取有效数据进行分析，造成采样数据点 数量庞大，传输带宽压力较大，大量浪费存储空间，数据有效性较低，有效 信息被淹没，数据分析效率低下等问题。
另外，数据分析结果仍然不能确定故障所在区域及位置，导致故障发生 后也只能人工逐点排查，大量浪费人力，如何高效、精准的判定故障域，目 前仍未有成熟有效的方案。
如何控制数据量最大化压缩的同时仍能够精准定位旋转体物理故障域， 是当前风力发电领域亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于变采样的旋转体故障域判定方法， 以解决在控制数据量最大化压缩的同时精准定位旋转体物理故障域的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，包括如下步骤：
1)给定初始采样频率，由数据采集装置采集旋转体的物理信号，由控 制单元接收数据采集装置生成的物理信号序列，其中，旋转体的物理空间成 规则对等；
2)当旋转体的转速变化时，控制单元调整采样策略，改变采样频率， 使得所接收的物理信号序列物理等间隔，且与旋转体的实际相空间一一映 射；
3)通过上步，控制单元接收的物理信号序列结果集为物理等间隔序列， 控制单元根据所设定的物理对应关系将物理等间隔序列进行序列对等分组， 从而获取相应物理信号数据，并进行相应分析。
进一步的，在步骤2)中，形成的采样策略可同时应用于所述旋转体所 属的联动系统中，依据联动系统的变比关系，可相对应的调整采样频率，使 得联动系统中各部分采集数据均为有效数据。
进一步的，所述旋转体设有零位标记点。
进一步的，所述物理信号序列为振动信号、压力信号、电流信号中的一 种。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)变采样收集数据信息策略可实现所收集物理信号序列物理等间隔， 且与旋转体物理空间一一映射，实现了物理空间的同步；解决了在控制收集 数据量最大化压缩的同时精准定位旋转体物理故障域的问题，变数据被动收 集为主动有效收集，降低了带宽压力，节省了存储空间，降低数据处理难度， 提高分析准确度为后续的数据滤波、故障分析创造了良好的条件。
(2)数据采集装置简单，且无需改变现有硬件装置状态，应用方便简 洁；
(3)由于旋转体与所属联动系统存在变比关系，因此实现物理空间同 步的同时可将该变采样策略应用至该旋转体所属的联动系统中，依据联动系 统的变比关系，可相对应调整采样频率，使得联动系统中各部分采集数据均 为有效数据，且实现数据存储量的最大化压缩其他传感信息采集，同样可达 到有效压缩数据量的效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的 示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在 附图中：
图1为本发明实施例1所述轴承的故障域判定装置；
图2为本发明实施例2所述齿轮的故障域判定装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明以风力发电机组中轴承故障域及齿轮故障域的判定为两例实例， 并结合附图1、附图2对本发明做进一步说明：
轴承与齿轮均为旋转体，但形态不一，物理空间成规则对等，二者的故 障域判定均遵循以下步骤，以轴承为例说明：
步骤1，给定初始采样频率，轴承转动，由数据采集装置(可为加速度 传感器或振动传感器)采集轴承的模拟量信号(可为电压、电流或其他信号)， 由控制单元接收并存储数据采集装置生成的模拟量信号(物理信号序列)； 其中，旋转体设有零位标记点(如图2中的A点)；
步骤2，当轴承转速变化时，控制单元灵活调整采样控制策略，改变采 样频率，控制采样使能信号的使能状态，使得所接收物理信号序列物理等间 隔，且与旋转体的实际相空间一一映射；
步骤3，经过上述步骤，控制单元接收并存储的数据采集装置生成的模 拟量信号结果集为物理等间隔序列，频域曲线可进行对等分组分析，降低干 扰信号影响，提高分析准确度；控制单元将此物理等间隔序列传送至显示界 面，并根据所设定的物理对应关系进行序列对等分组，从而获取相应传感器 数据，并进行相应分析。
其中，所述物理对应关系就是将物理信号曲线，根据零位点以及机械位置偏移关 系，进行曲线的识别。
此方法能够实现所采集模拟量信号与轴承实际物理空间的同步关系，还 可以最大化压缩存储数据量，降低传输带宽压力，提高故障域判定的准确性。
在步骤2中，形成的采样策略可同时应用于该旋转体所属的联动系统中， 依据联动系统的变比关系，可相对应调整采样频率，使得联动系统中各部分 采集数据均为有效数据，且实现数据存储量的最大化压缩。
所述物理信号序列可以为振动信号、压力信号、电流信号等一切可采集 量。
本发明方法通过在旋转体中设置零位标记点及控制单元灵活调整采样 频率的方法，实现所接收物理信号序列物理等间隔，且与旋转体实际相空间 一一映射，从而达到控制数据量最大化压缩的同时仍能够精准定位旋转体物 理故障域的目的。变数据被动收集为主动有效收集，降低带宽压力，节省存 储空间，提高数据分析准确度。另外，由于旋转体与所属联动系统存在变比 关系，因此实现物理空间同步的同时可将该变采样策略应用至该旋转体所属 的联动系统中，依据联动系统的变比关系，可相对应调整采样频率，使得联动系统中各部分采集数据均为有效数据，且实现数据存储量的最大化压缩其 他传感信息采集。应用此方法可使整体数据量成倍压缩，起到一箭多雕的效 果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，其特征在于包括如下步骤：
1)给定初始采样频率，由数据采集装置采集旋转体的物理信号，由控制单元接收数据采集装置生成的物理信号序列，其中，旋转体的物理空间成规则对等；
2)当旋转体的转速变化时，控制单元调整采样策略，改变采样频率，使得所接收的物理信号序列物理等间隔，且与旋转体的实际相空间一一映射；
3)通过上步，控制单元接收的物理信号序列结果集为物理等间隔序列，控制单元根据所设定的物理对应关系将物理等间隔序列进行序列对等分组，从而获取相应物理信号数据，并进行相应分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，其特征在于：在步骤2)中，形成的采样策略可同时应用于所述旋转体所属的联动系统中，依据联动系统的变比关系，可相对应的调整采样频率，使得联动系统中各部分采集数据均为有效数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，其特征在于：所述旋转体设有零位标记点。
4.根据权利要求1所述的一种基于变采样的旋转体故障域判定方法，其特征在于：所述物理信号序列为振动信号、压力信号、电流信号中的一种。
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