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风力机叶片故障在线检测

时间：2025-07-03 来源：未知

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风力机叶片故障在线检测

摘要：分析了当今市场对叶片的故障诊断和维护要求，结合信息系统建立了叶片在线检测模型，并通过试验进行验证。建议安装ASCENT一类频带故障诊断系统，利用叶片的频率特性进行在线检测、分析叶片运行状态，同时根据检测数据，对叶片采取措施进行预防维修，并分析了叶片在线检测的效果。

关键词：信息系统风力机叶片 ASCENT 故障在线检测

0 前言

风能作为绿色环保能源，是一种巨大的、长期的、普遍的、可再生的洁净能源。风力机叶片的研究是风力发电机研究的重要环节。本文介绍了ASCENT软件系统一些特点，利用信息系统对大型风力机叶片的故障在线检测和故障的预防维修做了深入的阐述，为叶片的维修诊断和预防提供了有力的参考。

1 信息系统在风电叶片中的应用背景和现状

1.1 叶片故障在线检测的需求背景

目前的叶片维护市场包括国内的生产厂家的叶片，国外的厂家生产的叶片，大多数的维护有这样一个共同点，面对无法察觉的潜在症状时，大家无动于衷。特别是那些确实有问题的噪音，声响等（人为无法感知的），会造成很大的潜在的风险。比如说微小的裂纹，可能会导致振动频率的改变，随着裂纹的增大逐渐加强，需要寻找问题的解决方案，希望能及时发现问题，及时处理。也不用将所有的部件厂家叫来就可以准确判定部件和位置。进而节约费用，不仅是叶片生产厂家的，还有无辜的相关方的，当然也包括风力发电场自己。

1.2信息系统与风电叶片故障在线检测的现状

在线检测就是连续地对服役中的机械系统进行监测，此时测试传感器及二次仪表等安装在设备现场，随机械系统一起工作［［1］］。设备故障在线检测系统是近20多年以来在大型设备上发展起来的一门新兴交叉性技术，这是由于近代机械工业向机电一体化方

向发展，机械设备高度自动化、智能化、大型化和复杂化，在许多的情况下都需要确保工作过程的安全运行和高的可靠性。因此对其工作状态的适时监视日益重要。 2 利用频带信号进行故障在线检测技术研究

2.1利用频带检测的优势所在

检测参数和报警的设定在状态检测系统的建立中是至关重要的。一旦确定了被检测设备，就要决定最能反映其运行状态的参数，通常振动、油液、温度、超声、电流等被认为是重要的设备状态信息载体和物理参数。根据设定的检测参数（或测量定义）采集到被测设备数据后，一个有效的检测系统必须对设备状态进行准确评估。

频带报警将整个频率范围分为几个有意义的频带进行检测和跟踪，它实际上简化了频谱，将几百个数据简化成几个数据，对每个数据设置报警，并且当报警产生时我们能大概判断问题的性质。

2.2利用频带信号检测系统中的频带设置方法

如何进行有意义频带划分使我们能够检测和判断故障的发生和发展呢？针对特定的机器，要进行有效测量定义及其频带设置需要了解设备结构和运行等多方面信息，还要具备各种设备故障振动频谱特征的知识和经验。这正如一个合格的大夫需要对病人的一些病征开列检查和化验单一样，首先要知道某个疾病的诊断由哪个（些）征兆和指标来确定。因此，设置报警频带是一个高等级的工作，必须由振动分析工程师来完成。叶片的振动频带在0~10HZ之间，我们可以设定叶片的安全频带在0-20HZ。超出这一频率范围为危险区域；同时，我们需要将共振的频率附近设定成非安全区域，一旦检测到共振频率范围，立即采取相应的措施。通过这些设定，使我们的状态检测更加细化，能够检测跟踪风力机的各种类型故障的发生和趋势，而不仅仅是总振动值是否超标。

2.3利用频带信号检测中的报警设置

频带报警值的设定也是一个经验值，一般是总振动参考标准的百分比数。值得指出的是，按国际标准和按“证实的方法”设置的任何报警只作为一种初始参考设定，较为符合实际的报警限一般在采集了6 次数据以上可以用统计法生成。这一方法已得到长期验证［［2］］。

2.4利用频带检测中的实施

VB 振动分析系列ASCENT 软件具备如下优点：

（1）容易建立状态检测数据库。

（2）方便的编辑功能（增加，拷贝，调整，删除等）操作。

（3）可利用一些已有原则或经验指导用户建立数据库的各个构件，用户只需输入必要的数据。

（4）当用VB 振动分析仪按路径方式采集了设备的状态数据并将数据回放到数据库后，即可利用设置的报警限检查设备的报警状态，并形成异常报告。

（5）当积累了一定量的数据后，ASCENT 可以用统计方法对报警限进行调整，使报警更加有效。

状态检测在企业中的成功实施中，操作级人员要负责采集数据并检测设备报警状态，风场级管理人员要设定数据库参数和调整报警限，培训指导操作人员，并对报警的设备进行深入分析和诊断，提供设备保养维修建议。

3 利用频带在线检测叶片数据

3.1叶片的风力发电机在线检测模型