久久黄色免费观看,欧美高清黄,免费做a爰片久久毛片a片

類(lèi)型分類(lèi)：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類(lèi)：: 振動(dòng)傳感器

選擇最佳的振動(dòng)傳感器來(lái)進(jìn)行風(fēng)輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)控

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：115

　　據(jù)保守估計(jì)，目前全球至少安裝了25萬(wàn)臺(tái)風(fēng)輪機(jī)。未來(lái)四年里，全球風(fēng)輪機(jī)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)278 GW的陸上容量、44.3 Gw的海上容量。1 這相當(dāng)于至少100,000臺(tái)3 MW的風(fēng)輪機(jī)。隨著可再生能源呈現(xiàn)這種增長(zhǎng)，加上國(guó)家電網(wǎng)的電力投入，風(fēng)輪機(jī)(WT)裝置的可靠運(yùn)行已成為工業(yè)和政府結(jié)構(gòu)著重研究的課題。對(duì)WT可靠性的量化研究顯示，可靠性隨時(shí)間不斷提升。例如，2016年美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室報(bào)告2 顯示，在2007年至2013年間，包括變速箱在內(nèi)的大多數(shù)WT子系統(tǒng)的可靠性都得到了提高，變速箱停機(jī)時(shí)間縮短了7倍。但是，在2018年，變速箱仍然是三大常見(jiàn)故障點(diǎn)之一，且材料成本最高。2,3 變速箱每次故障的平均成本最高，一次大型更換平均花費(fèi)€230,000。4

　　變速箱組件的可靠性相對(duì)較差，因此需要重點(diǎn)對(duì)齒輪、軸承和軸實(shí)施狀態(tài)監(jiān)控。除了變速箱之外，轉(zhuǎn)子葉片和發(fā)電機(jī)是WT系統(tǒng)中故障率最高的組件。5,6 目前商用風(fēng)輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)有很多，其中大部分使用振動(dòng)傳感器來(lái)實(shí)施變速箱分析。目前已經(jīng)有一些商用的轉(zhuǎn)子葉片監(jiān)控系統(tǒng) 7 ，但這個(gè)領(lǐng)域尚待繼續(xù)研究。大量相關(guān)資料支持在風(fēng)輪機(jī)中使用振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括詳細(xì)調(diào)查和分析各種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。8 但很少有資料會(huì)介紹風(fēng)輪機(jī)應(yīng)用對(duì)振動(dòng)傳感器的要求。本文從系統(tǒng)角度，提供關(guān)于風(fēng)輪機(jī)組件、故障統(tǒng)計(jì)、常見(jiàn)故障類(lèi)型和故障數(shù)據(jù)收集方法等的見(jiàn)解。本文從WT組件上的常見(jiàn)故障入手，討論振動(dòng)傳感器要求，例如帶寬、測(cè)量范圍和噪聲密度等。

系統(tǒng)組件、故障和傳感器要求

　　圖1和圖2顯示風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)的主要組件，并提供風(fēng)輪機(jī)變速箱的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。下面幾節(jié)將重點(diǎn)介紹變速箱、葉片和塔架對(duì)狀態(tài)監(jiān) 控的要求，重點(diǎn)介紹振動(dòng)傳感器。對(duì)于其他系統(tǒng)，例如偏航驅(qū)動(dòng)、機(jī)械剎車(chē)和發(fā)電機(jī)，我們一般不使用振動(dòng)傳感器進(jìn)行監(jiān)控，而是監(jiān)控扭矩、溫度、潤(rùn)滑油參數(shù)和電信號(hào)。

圖1. 風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)組件

圖2. 變速箱的結(jié)構(gòu)

變速箱

　　風(fēng)輪機(jī)變速箱將機(jī)械能從低轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子輪轂傳輸?shù)礁咚侔l(fā)電機(jī)。同時(shí)，WT變速箱承受著不同風(fēng)速帶來(lái)的交替載荷，以及頻繁制動(dòng)導(dǎo)致的瞬變脈沖。變速箱包括一個(gè)低速轉(zhuǎn)子軸和主軸承，在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子葉片時(shí)以0 rpm至20 rpm(不到0.3 Hz)的轉(zhuǎn)速運(yùn) 行。要捕獲不斷增加的振動(dòng)信號(hào)，需要振動(dòng)傳感器使用直流電運(yùn)行。行業(yè)認(rèn)證指南特別指出，振動(dòng)傳感器的性能需要達(dá)到0.1 Hz。9 變速箱的高速軸通常以3200 rpm (53 Hz)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。為了提供足夠帶寬來(lái)捕捉軸承和齒輪故障的諧波，推薦低速和高速軸振動(dòng)傳感器的性能達(dá)到10 kHz及以上。9 這是因?yàn)闊o(wú)論轉(zhuǎn)速多大，軸承諧振一般都在幾千赫范圍內(nèi)。10

　　到目前為止，軸承故障是引發(fā)變速箱故障的最大原因。一些研究表明，軸承故障是引發(fā)災(zāi)難性齒輪故障的根本原因。 11 當(dāng)高速軸上的后軸承失效時(shí)，高速軸發(fā)生傾斜，造成中間(中部)軸齒輪的傳輸不均。在這種情況下，齒輪的接觸齒極易發(fā)生故障，如圖3所示。

圖3. 中軸齒輪斷齒

　　軸承潤(rùn)滑(油)不足是導(dǎo)致主軸軸承故障的主要原因。可用的解決方案(例如SKF NoWear)包括特殊軸承涂層， 12 可將缺油運(yùn)行時(shí)間提高6倍以上。

　　即使采用特殊的軸承涂層和其他變速箱改進(jìn)方法，我們?nèi)匀恍枰褂煤线m的振動(dòng)傳感器來(lái)監(jiān)控變速箱的主要軸承和高速軸承。振動(dòng)傳感器的本底噪聲需要足夠低，以便能夠檢測(cè)到早期振動(dòng)幅度(g范圍)較低的軸承故障。較老的MEMS技術(shù)，例如ADXL001 ，其本底噪聲為4 mg/√Hz，足以捕捉軸承外環(huán)的故障。13 圖4顯示，外環(huán)故障先出現(xiàn)約0.055 g的頻率峰值，且軸承表現(xiàn)良好，從噪聲密度角度來(lái)看，本底噪聲低于2 mg/√Hz。參考的13數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的過(guò)程增益導(dǎo)致噪聲大幅降低，因此測(cè)量得出2 mg/√Hz本底噪聲。只有在DAQ 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了足夠的過(guò)程增益，且噪聲為隨機(jī)的情況下，才適合使用本底噪聲為4 mg/√Hz的傳感器。一般情況下，最好使用本底噪聲為100 μg/√Hz至200 μg/√Hz的振動(dòng)傳感器，而不是基于過(guò)程增益，后者只有在噪聲為隨機(jī)且不相關(guān)的情況下適用。

　　本底噪聲在100 μg/√Hz至200 μg/√Hz之間的傳感器在捕捉正常的軸承運(yùn)行狀況方面表現(xiàn)出色，在捕捉mg/√Hz范圍內(nèi)的早期故障時(shí)則表現(xiàn)卓異。事實(shí)上，使用本底噪聲為100 μg/√Hz的MEMS傳感器甚至能夠更早檢測(cè)出軸承故障。

圖4. 使用MEMS加速度計(jì)ADXL001測(cè)量軸承外環(huán)的故障

　　在不到0.1 g時(shí)，顯示初始軸承損壞，而在達(dá)到1 g時(shí)，通常表示深度軸承損壞，這會(huì)觸發(fā)維護(hù)。 14 圖5顯示，當(dāng)振動(dòng)幅值超過(guò)6 g時(shí)，需維護(hù)變速箱和更換軸承。如前所述，軸承故障頻率會(huì)在更高頻率下發(fā)生。在更高頻率下實(shí)施測(cè)量需要使用g范圍規(guī)格更大的傳感器。這是因?yàn)闇y(cè)得的加速度重力值與頻率成比例。因此，與在低頻率下相比，在更高頻率下，相同的少量故障位移會(huì)導(dǎo)致更高的重力范圍。一般指定在50 g至200 g時(shí)使用測(cè)量范圍高達(dá)10 kHz、更高帶寬的傳感器，尤其指定適用于風(fēng)輪機(jī)應(yīng)用.由于結(jié)構(gòu)沖擊或突然的機(jī)械斷裂，振動(dòng)傳感器也需要涵蓋沖擊載荷工況。因此，一般將典型的商用振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的滿量程定為至少為50 g至100 g。