基于dsp＋arm风电机组状态监测系统研究

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1、《电气自动化)2011年第33卷第6期—j竞斤能源发电控制技术一TheNewEnergyPowerControlTechnolog基于DSP+ARM的风电机组状态监测系统的研究王惠中沈燕妮(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050)摘要：主要研究了基于DSP+ARM双核的风电机组状态监测系统，并对双馈风电机组的轴承故障进行了分析，确定了以振动信号作为故障的特征信号进行监测的方案；给出了系统硬件和软件的设计框架，研究了DSP和ARM的通信方式，是一款功能比较强大，能够较全面的监测风电机组，并能有效的分析处理数据的系统。关键词：

2、DSP+ARM双馈风电机组轴承故障振动信号[中图分类号]TM614[文献标志码]B[文章编号]1000—3886(2011)06-0026—03TheConditionMonitoringSystemofWindTurbineBasedOnDSP+ARMWangHuizhongShenYanni(CollegeofElectricalandInformationEngineering，LanzhouUnive~ityofTechnology．ofTech，LanzhouGansu730050，China)Abstract：Mainlystu

3、diesaconditionmonitoringsystemofwindturbinebasedonthedual—coreofDSP+ARM，andcarriesontheanalysistothebearingfaultofdoublefeedwindturbine，determinestheplanthatusevibrationsignalsasfaultcharacteristicsignaltomonitor；Givestheframeworkofthesystemhardwareandsoftwaredesign，studie

4、sthecommunicationmethodofDSPandARM．Thissystemisinamorepowerfulfunction，canmorecomprehensivemonitoringthewindgenerator，andcaneffectivelyanalyzedata．Keywords：DSP+ARMDoublefeedwindturbineBearingfaultVibration0引言有所提升。近年来，风能作为可再生能源得到了很大利用，全球风电产1风电机组状态监测系统业一直处于持续增长态势，装机容量不断增加。然而

5、，风电机组1．1双馈异步风电机组的构成和主要部件故障机理长期受到严寒、风沙、台风、腐蚀等条件的影响，随着机组运行时目前，我国使用最多的是双馈异步风力发电机，该机组主要间的延长，机组就会出现一些故障，从而导致设备停机，严重影响由塔架、叶片、主轴、齿轮箱、发电机、变频器、偏航系统、液压系统发电量，造成重大的经济损失。和电气控制等组成，基本结构图如图1所示ol“J。其特点是采长期以来，风电机组一直采用计划维修和事后维修的方式。用了多级齿轮箱驱动双馈式异步发电机，发电机的转速高、转矩计划维修即运行2500h和5000h后的例行维护，该维修体制无法小

6、、重量轻、体积小，变流器容量小。本文主要以双馈异步风力发全面、及时的了解设备运行状况，而且在风电机组正常运行时，也·电机作为研究对象。要按时实行例行维护，造成经济损失。事后维修则因事前准备不根据足，往往造成维修工作旷Et持久，损失重大。目前风电而使用在线监测系统，能够及时发现设备的异常，掌握设备机组的实的运行状态，全面提高生产力、减少损失。因此，研究安全可靠的际运行情在线监测系统有着重大的现实意义。况可知：主目前，风电设备的在线监控水平已经有了很大提高，但还需轴轴承、齿要进一步完善。在状态监测系统中，使用较多的处理器有单片机轮箱齿轮和工控机

7、。这些系统对信号的处理能力有限，使得系统在实时的及兵轴取、1．风轮叶片2．齿轮箱3．发电机转子4．发电机定子状态监测及故障诊断中存在不足。而DSP处理器的计算能力发电机及5．发电机并网主开关6．电网7．滤波器8．变频器强、精度高、总线速度快、吞吐量大，将其应用于状态监测系统，可其轴承是图1双馈异步风力发电机基本结构图以极大地缩短数字滤波和小波变换的时间。ARM处理器提供了较容易发生故障的部件。多种通讯接口及外设资源，且功耗低，速度快，便于信息的传递和轴承的常见故障有两类：一类为表面损伤故障，如点蚀、剥落、实时显示。将DSP与ARM的有效结合

8、，充分发挥了各自的优擦伤等；另一类为磨损故障。造成这些故障的原因有：不平衡、不势，达到优劣互补，使得状态监测系统的运行速度大大提高、性能对中、松动等机械问题；及润滑不良，装配不当