基于ZigBee的风力发电机齿轮箱故障诊断系统.pdf

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1、第28卷第3期北京建筑工程学院学报Vo1．28No．32012年9月JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureSep．2012文章编号：1004—6011(2012)03—0044—04基于ZigBee的风力发电机齿轮箱故障诊断系统魏青，叶安丽，马鸿雁(北京建筑工程学院电气与信息工程学院，北京100044)摘要：ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术．针对风力发电机工作环境复杂、要求监测点较多、齿轮箱相对体积较小、维修困难等特点，提出将ZigBee技术

2、应用于风力发电机齿轮箱的信号采集，并分析了采集信号．根据信号分析结果，对齿轮箱做出故障诊断．关键词：ZigBee；风力发电机；齿轮箱；故障诊断中图分类号：TM315文献标志码：ASystemforWindTurbineGearboxFauLtDiagnosisBasedonZigBeeWeiQing，YeAnli，MaHongyan(SchoolofElectricityandInformationEngineering，BUCEABeijing100044)Abstract：ZigBeeisagroupcomprisedbyinternationaltechnolo

3、gycompaniesthatworktogethertoenablereliable，cost-effective，low—power，wirelesslynetworked，monitoringandcontrolproductsbasedonallopenglobalstandard．Forthecomplexoperationenvironmentofthewindturbine，itisproposedtouseZigBeetechnologytocollectthesignalofthegearboxinthispaper．Thefaultdiagnosi

4、sresuhcanbegotaccordingtotheanalysisofthesigna1．Keywords：ZigBee；windturbine；gearbox；faultdiagnosis齿轮箱位于机舱内，是风力发电机组变速、传递线式状态监测和在线式状态监测．离线式监测技术能量的关键部件，它影响着整个机组的运行性能．主要是采集信号后，将信号存储起来，定期有计划地然而，在机组部件中，齿轮箱的损坏率最高，可达对所收集的信号进行分析，对设备状态进行诊断．40％～50％⋯．齿轮箱的故障主要包括齿轮故障和相较于离线监测，在线监测技术对所采集的信号实轴承故障．其中，常见的

5、齿轮故障有：齿形误差、齿时进行分析，这样能够更好地实现对风力发电机的面磨损、断齿等；常见的轴承故障有：轴不平衡、磨实时监测，可以有计划地安排维修工作，使得设备的损、点蚀、裂纹、表面剥落等．风力发电机的结构特维修更具有针对性．点和工作环境又给齿轮箱的故障诊断和维修带来了一定的困难．无论是从安全的角度还是从经济利益1硬件设计出发，建立完善的风力发电机组齿轮箱故障诊断系统都具有重要的意义．1．1无线传感网络针对风力发电机，尤其是大型风力发电机，其塔无线传感器网络综合了微电子技术、嵌入式信架较高，工作环境恶劣，给设备的监测工作带来了一息处理技术、传感器技术、现代网络及无线通信

6、技术定的困难，远程状态监测系统的开发已成当务之急．等先进技术，可监测各种环境或对象的信息，并可进目前，风力发电机组的远程状态监测技术主要有离行处理或控制．收稿日期：2012—08—31作者简介：魏青(1986一)，女，硕士研究生，研究方向：建筑电气与智能化第3期魏青等：基于ZigBee的风力发电机齿轮箱故障诊断系统45风力发电机组的工作地形较为复杂．在风场和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100中，多台风力发电机一起工作，监测点较多．齿轮箱个ZigBee网络，适合风力发电场监测点较多的需相对体积较小，不宜放置较大的充电电池或电源模求．同时，ZigBee网络中各节

7、点相对独立，不会由于块．然而，传统的无线技术通常耗电量高，电池或电一个节点故障而影响整个网络的工作．ZigBee的低源模块的放置成为传统无线技术应用中的一个难成本也是其它无线设备望尘莫及的．题．同时，传统无线技术占用过多的计算和信息资1．2系统硬件结构源，大大增加了成本．本文利用分布在齿轮箱不同零件上的ZigBee相对传统的无线技术，ZigBee技术更适合应用节点采集其振动信号，将采集到的振动信号通过于风力发电机的状态监测．据估算，ZigBee设备仅ZigBee协调器传输到Pc机，在Pc机上对数据进行靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右处理分