基于振動的風機葉片故障監測方法研究

劉瑞剛

（北京國電電力新能源技術有限公司，北京 100101）

0 引言

近年來，我國風電裝機容量增長迅速，但其他一系列與風電配套的措施暫時滯后，出現了一些制約國內風電產業發展的問題。風機葉片作為風電機組關鍵零部件之一，其狀態的好壞會直接影響風電機組的發電效率。

為了能夠實時監測風電葉片的運行狀態，業內人士進行了多方探索并提出了多種解決方案：葉片超聲波檢測法[1]，適用于葉片成型后的出廠檢驗；無人機風電巡檢[2]，操作技術門檻較高；光纖光柵技術在線監測方案準確度高[3]，但光纖傳感器價格昂貴，使其在工程中批量使用受到限制；還有基于聲學的葉片監測方案，聲學故障庫目前以仿真驗證為主，距離真正投入風場使用還有很長的路要走。

該文研究通過在葉片內腔部位布置振動傳感器來監測葉片運行的方法。針對采集到的風機葉片振動數據分析葉片的受力情況，進而研究葉片的故障類型，指導現場工程人員有計劃地對風機葉片進行檢修與維護。

1 葉片數據采集系統

風機葉片監測系統的數據采集環節主要由雙軸加速度傳感器、無線傳輸裝置、數據采集單元、光纖環網、現場服務器以及分析和在線監測及故障診斷軟件組成，如圖1所示。葉片雙軸振動傳感器布置在距離葉根1/3葉片總長的位置，可同步采集葉片揮舞和擺振2個方向上的振動情況，3支葉片內雙軸振動傳感器加裝的位置相同。數據采集裝置安裝在輪轂，隨葉輪轉動。……