风电振动状态监测系统

风力发电机振动监测摘要：当前，风力发电已成为世界新能源发电中发展最迅速的行业，我国风电总装机容量已跃居世界第一。

但由于缺乏关键技术，盲目扩大风电场建设，加之环境恶劣，国产风电机组故障发生率明显高于国外，这不仅增加了风力发电机组维修费用，也大大降低了发电可靠性。

开展风电机组的运行状态监测，可以提前发现设备运行隐患，实现风力发电机设备的计划检修，是降低生产维修成本、防止重大事故发生的有效措施。

关键词：风力发电机；振动监测；应用引言为满足风电市场高速增长需要，我国大批新型风力发电机组匆忙投入规模化生产运行，如此短的时间，不可能准确地检验机组的质量，考察运行可靠性，这无疑增加了生产技术风险和机组不正常运行导致的经济风险。

另外，风电场所处的环境和气候条件恶劣，使发生故障的潜在可能性和方式也相应增加，一旦这些设备发生故障而失效，将造成巨大的经济损失。

1、风电机组在线振动状态监测系统1.1系统构成振动监测系统主要是在风力发电机组预先选定的位置安装振动传感器和转速传感器，传感器将其采集的信号通过带编织屏蔽电缆接入到1台智能采集单元，将处理完的数据通过无线网络发送到事先装有分析软件的服务器中，客户可通过多种方式登录服务器察看运行数据，以便进行深入分析。

1.2测点布置对于风力发电机组的振动监测，主要集中在传动链上，而针对传动链，监测又主要集中在主轴、齿轮箱和发电机上。

针对风力发电机组的特定应用，在主轴承、一级行星轮大齿圈处转速较低，需要选用低频加速度传感器，其他位置选用通用型加速度传感器。

对于当前主流的两种齿轮箱类型，通用测量点布置要求如下：①两级行星，一级平行轴结构主轴前轴承1个（径向）、二级行星轮大齿圈1个（径向）、二级行星轮大齿圈1个（径向），齿轮箱低速轴输出端1个（径向）、齿轮箱高速轴输出端2个（轴向和径向）、发电机驱动端2个（轴向和径向）、发电机非驱动端1个（径向）。

转速传感器安装在齿轮箱高速轴输出端位置。

浅析风力发电机组传动链振动监测系统的应用摘要：风力发电机组处于恶劣的环境下，运行工况复杂，由于风力发电机组的启停、偏航、变桨、调控时会产生很大的冲击，从而对风机的部件造成冲击振动，影响风力发电机组的安全稳定运行。

传动链作为风力发电机组关键的组成部分，其振动对风机安全稳定运行起到至关重要的作用。

因此，通过振动监测和故障诊断技术，及时、有效地对风力发电机组传动链运行状态作出诊断，避免重大事故的发生，有效保证风力发电机组安全稳定的运行。

关键词：风力发电机组；振动监测；传动链1 引言随着经济社会的发展和转型，人类越来越重视清洁能源的开发和利用。

风能作为一种清洁、无污染、蕴藏量丰富可再生能源，受到各国的重视，成为重点开发的能源之一。

风力发电机组通常处于高山、戈壁、草原、海上等场所，承受的工况条件复杂，常年处于昼夜温差大、载荷变化大、冲击载荷频繁的环境中，容易发生故障，目前，风力发电机组维修保养采用计划维修和事后维修两种方式，其缺点在于需要在维修期间停止风机运行，对于事后维修则需要更高维护成本[1]。

状态监测与故障诊断技术是在设备运行中或不拆卸设备的情况下，运用各种监测设备和方法判断设备的运行状态是否存在异常，准确判断设备故障部位提出预警，并可判断设备故障发展趋势的技术，是一门集力学、电子技术、测试技术、计算机技术等学科为一体的综合性技术。

相比计划维修和事后维修，状态监测与故障诊断技术作为预知性维修，可以根据设备的实际运行状态来安排维修作业，避免了维修不足和过剩维修的情况，防止事故的发生，保障了风力发电机组的稳定运行。

振动监测作为状态监测的必要技术，近年来在风力发电机组上得到广泛应用[2]。

2 风力发电机组风力发电机组主要是通过叶片捕获风能，再通过传动系统增速，最后驱动发电机发电，从而将风能转化为电能。

双馈型风力发电机组传动链主要由主轴、主轴承、齿轮箱、制动盘、联轴器和发电机等主要部件组成，据相关统计数据可知，双馈机组的故障主要集中在齿轮箱、叶片、发电机、电气系统、偏航系统、传动链、控制系统等关键部件，对于电气系统故障，可以通过远程控制和及时更换配件的方式排除故障，但是对于传动链系统的故障检修难度较大，需要停机数天，需要高额的维修费用，会造成发电量的损失和巨大的经济损失。

风机振动在线监测及状态评估技术研究随着技术的不断进步，风力发电已经成为了当前全球可再生能源的热门领域之一。

在风力发电中，风机是其中最核心的组成部分，它是将风能转化为电能的关键节点。

由于风机在长时间运行时会面临各种挑战，如湿度、温度、大气压力、机械磨损和腐蚀等因素的影响，它们往往会受到风散影响而发生损坏，扰动机械结构的振动也会影响风机的性能。

因此，风机振动在线监测及状态评估技术的研发和应用日益受到关注。

一、风机振动在线监测技术风机振动在线监测技术是为发现风机的故障，及时发出警报并采取措施维护风机的关键技术，可以通过现代计算机、通信、传感器和互联网等技术进行数据采集和处理。

1. 传感器的选取传感器是风机振动在线监测的重要组成部分，通过安装在机器上，变换为电信号，传统的电压式加速度传感器、压阻式振动传感器、电感式速度传感器、应变式传感器等都被广泛应用来监测风机叶片的振动、加速度、速度和应变等数据。

同时，彩色数字摄像头也被广泛应用于风机安装，其可以发现任何可能的问题，并能够捕捉到许多细节。

2. 数据采集及处理系统风机振动在线监测的数据往往是大数据，数据采集及处理系统需要具备高效且可靠的处理能力，通过计算机视觉、机器学习和深度学习等技术，从海量数据中快速提取最重要的信息。

对于对数据的需求不断增加，GPU替代了CPU成为主流处理器，现场高速运算系统、云计算等业务也广泛应用于该领域。

3. 监测及维护措施通过数据采集和处理系统的分析，风机的振动情况将被识别出来，对于风机存在故障的情况进行监测和维护，对于预测在风机正常轻微振动的情况下是否会发生故障，采取及时措施进行检修。

二、风机状态评估技术风机状态评估技术是指对已经采集到的振动数据、历史数据和操作数据等综合分析，评估风机运行状态及预测未来可能面临的问题。

1. 振动信号处理技术振动信号处理技术是风机状态评估的基础，互相关、时域分析、样本方差分析、小波多尺度分析、短时傅立叶变换等成为振动信号分析处理的标准方法。

风力发电机组状态监测系统设计与应用江苏龙源风力发电有限公司地区：江苏南通江苏；226000甘肃龙源风力发电有限公司地区：甘肃玉门甘肃：735200摘要：随着现代社会的快速发展，科学技术水平已经有了较大程度的提高，对新能源的利用需求也是日益的增多，这就需要不断加大对这些新能源的综合利用力度，对于那些可再生的新能源要充分利用其优异的应用特点，更好地适应现代社会的经济发展应用需求。

大型风力发电设备机组运行状态自动监测管理系统的出现和在实际工业生产过程中的广泛应用，不仅有利于对发电机组日常检修设备费用的有效节约，还可以为保证机组的正常运行提供一个更加可靠的技术保证。

基于结合上述情况，做好对大型风力发电设备机组运行状态自动监测管理系统的整体结构设计验证工作刻不容缓，本文主要针对其状态监测管理系统的结构设计和实际应用情况进行较为详细的描述，结合实际情况，进行了进一步的设计验证，有助于我们构建一个健康绿色环保的工业生产流程。

关键词：风力发电机；风力状态变化监测；系统；结构设计以及应用随着人类经济社会的不断进步发展，人们对自然资源的使用率也在增大，导致了目前全球性的能源危机日益严重，寻找可持续的能源和利用新型能源至关重要，这也是目前人们所关心的一个问题。

可再生的能源相对其它能源还是具有较多的优点，比如一些可再生资源可以重复使用，清洁性比较高等。

现阶段，对于可以使用风能的风力发电机组已经受到了许多发达国家的关注。

虽然目前我国在对于使用一些风力发电机组的相关技术有了较大的发展，但是由于风力发电机组主要还是安装在一些偏远地区或者环境恶劣的地方，所以就难免会因此发生很多的故障，而且位置偏僻造成一些故障维修困难，从而就可能会因此产生很高的故障维修费用。

一、风力发电机组状态监测系统设计1.1风力发电机组状态监测系统设计的功能风力发电机组的状态监测系统由多台安装在风力发电机组的视频监控摄像头、振动、声音、温度等信号采集装置及监控处理装置组成，远程监控中心通过网络光纤与机组监控单元进行数据交换，对状态信息进行存储与深入诊断。

振动监测系统在风电机组中的应用探讨关键词：振动;监测;风电;加速度;传感器;频谱引言为了能够更好的避免和减少风力发电机故障带来的重大事故和安全隐患，并且在日常对风力发电机进行维护节省成本，在线振动监测系统必不可少。

本文介绍了在线监测系统的功能简介、工作原理、传感器测点选取和数据处理等关键技术及系统实际应用，对风电振动监测具有一定借鉴意义。

1风电振动监测的必要性随着风电机组的台数增多，重大机械故障的案例也不断增多，典型的有叶片受损、齿轮箱损坏、发电机损坏及主轴轴承损坏等。

在维修的过程中，设备费用和吊装费用都非常高昂，给风电业主造成很大财产损失。

笔者所在公司2016年有2台齿轮箱损坏，发电机损坏5台。

这些设备损坏的共同特点是在损坏之前都会出现振动异常的阶段，振动异常并未达到机组停机的水平。

虽然机械部件损坏往往和维护不力有关，但及时发现设备振动异常，尽早采取措施延长寿命，至少是给业主维修机械设备赢得准备时间却是切实可行的。

而这些完全依赖风电机组上功能有限的振动传感器是不行的，安装振动监测系统对风电机组大型机械设备，尤其是转动机械设备进行全面的监控是有必要的。

2风电振动监测的特殊性2.1双馈机组传动系统各部分的转速是不同的。

风电机组直驱机型没有齿轮箱，叶轮和发电机转子同速运行。

双馈机组与之有很大区别，多了一个齿轮箱。

造成的结果是主轴转速低、发电机转速高，齿轮箱中不同的齿轮和轴承有着不同的特性，导致当其中一个部件出现问题时，会表现出非常复杂的频率关系。

这是做双馈机组振动监测系统时不得不考虑的因素。

各厂家设计的齿轮箱结构不相同，要做分析还要先从齿轮箱厂家获得总体结构，各个齿系的传动比、齿型、齿数等信息，才真正具备了进行振动分析的基本条件。

2.2风电机组的各转动轴是变速运行的。

为了获得最大的风能利用效率，风电机组采用变速运行控制方式，实现变桨、变速、恒频的控制效果。

风能是多变的，风电机组的启停非常频繁，在启动风速到切出风速的范围之间，传动链和发电机的转速也是频繁变化的，且与风速之间存在相关但不确定的复杂关系，因风速是随機变化的，因此转速也随机变化。

风力发电机组振动状态监测导则近年来，随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组已经成为清洁能源领域的重要组成部分。

风力发电机组在运行过程中会受到各种不同的振动影响，这些振动不仅会影响设备的寿命，还会影响电站的安全运行。

因此，对风力发电机组的振动状态进行监测成为了一项重要的工作。

为了保障风力发电机组的安全运行，减少由于振动引起的损坏和故障，制定一套科学有效的风力发电机组振动状态监测导则势在必行。

监测风力发电机组振动状态的导则应包括以下内容：1.振动监测的目的和意义：说明监测风力发电机组振动状态的重要性，阐述振动监测对于提高风力发电机组运行效率、延长设备寿命、保障风电场安全运行的作用。

2.振动监测的方法与技术：介绍风力发电机组振动监测的常用方法和技术，包括但不限于振动传感器的选择安装、振动信号的采集处理、数据分析与诊断等内容。

3.振动监测参数的选取及标准：分析影响风力发电机组振动状态的主要因素，选取合适的监测参数，并结合国家相关标准制定风力发电机组振动监测的标准指标。

4.振动监测系统的建立与管理：介绍如何建立健全的风力发电机组振动监测系统，包括系统的硬件设备、软件平台、运行维护等内容，同时阐述振动监测数据的管理和应用。

5.振动监测与预警处理：阐述风力发电机组振动监测系统应具备的实时监测和预警处理功能，以及在发生异常振动时应采取的处理措施，保障风电场设备和人员的安全。

6.振动监测的应用与推广：介绍风力发电机组振动监测技术在风电行业的应用实践，推广具有代表性的成功案例，鼓励更多的风电企业采用振动监测技术。

制定一套科学有效的风力发电机组振动状态监测导则对于保障风力发电机组的安全运行具有重要意义。

通过建立完善的振动监测体系，可以实时监测风力发电机组的振动状态，预警并及时处理异常情况，最终达到提高设备运行效率、降低维护成本、延长设备寿命、保障风电场安全运行的目的。

希望风电行业能够高度重视风力发电机组振动状态监测工作，共同推动风电行业的健康发展。

风电机组传动系统振动监测技术的使用教程随着风电行业的快速发展，风电机组作为风力发电装置的核心组成部分，其性能和可靠性对风电场运行的效率和安全性至关重要。

然而，由于风电机组在运行过程中承受着巨大的振动力和冲击力，传动系统往往会出现故障和损坏，对风电机组的可靠性和寿命带来威胁。

因此，风电机组传动系统振动监测技术成为了提高风电机组运行效率和可靠性的重要手段。

振动监测技术是通过测量和分析风电机组传动系统的振动信号来判断系统的工作状态和健康状况。

当传动系统发生异常振动时，可以及时发现、定位和诊断故障，以便采取相应的维修和保养措施，避免故障进一步扩大和造成不可逆转的损害。

因此，了解和掌握风电机组传动系统振动监测技术的使用方法对于风电场的技术人员和维护人员来说至关重要。

一、传动系统振动监测技术的原理与意义风电机组传动系统振动监测技术的核心原理是通过安装在关键位置的振动传感器，实时监测传动系统的振动信号。

传感器会将振动信号转化为电信号，并通过数据采集装置获取到振动信号的波形、频谱和特征参数等信息。

通过对这些信息的分析和处理，可以对传动系统的健康状况进行评估和判断，及时发现并排除潜在的故障风险。

传动系统振动监测技术的意义在于：1. 提早发现故障：传动系统故障往往由于持续振动和冲击力引起，通过振动监测技术，可以及时发现故障的早期信号，避免故障的进一步恶化。

2. 降低维修成本：及时诊断和维修传动系统故障，可以避免故障的蔓延，减少停机时间和维修成本。

3. 提高运行效率：通过振动监测技术，可以实时了解传动系统的工作状态，及时调整运行参数，提高风电机组的运行效率。

二、传动系统振动监测技术的应用步骤1. 振动传感器的选择与安装振动传感器是实施传动系统振动监测的关键设备。

在选择振动传感器时，需要考虑传感器的测量范围、灵敏度、频率响应和抗干扰能力等技术指标。

选择合适的振动传感器后，需要根据传动系统的结构特点和工作环境确定传感器的安装位置。

风电机组运行状态监测与预测系统设计随着可再生能源的快速发展，风力发电作为一种清洁可再生能源形式逐渐得到了广泛应用。

然而，由于风力发电的特殊性，机组的运行状态监测和预测成为保证系统正常运行和提高发电效率的关键。

本文将围绕风电机组运行状态监测与预测系统的设计展开论述。

首先，系统需要实施的功能包括风力机组的实时状态监测、故障诊断与预警、预测技术的应用以及数据分析与报告生成。

其次，针对不同的监测指标和参数，我们需要选择合适的传感器来进行数据采集，包括温度、振动、噪音、电流、电压等。

在系统设计中，我们需要建立一个可靠的数据传输网络，确保数据的实时传输和接收。

传输网络可以采用有线或者无线方式，根据实际情况选择合适的传输方式。

数据传输的过程中，需要保证数据的安全性和完整性，可以采用加密技术和数据块校验等手段。

在风电机组的实时状态监测方面，我们可以利用振动传感器、温度传感器和噪音传感器等设备进行数据采集。

通过监测振动、温度和噪音的变化，可以及时发现机组的异常情况，并进行故障的诊断与预警。

例如，当温度超过预定的阈值时，系统可以自动发出预警信息，提醒操作人员采取相应的措施。

故障诊断与预警是风电机组运行状态监测与预测系统中非常重要的功能。

通过实时监测机组的状态数据，在系统出现异常时，可以进行故障的诊断，并及时发出预警信息。

采用先进的故障诊断算法，可以有效地提高发电设备的可靠性和稳定性，减少因故障而造成的停机时间和维修成本。

预测技术的应用也是该系统中的一项重要内容。

通过对历史数据的分析和建模，可以预测机组未来的性能和状态。

预测技术可以帮助我们预测未来一段时间内的风力状况、发电效率以及故障概率等关键参数。

在风力资源不稳定的情况下，通过预测技术的应用，可以更好地进行风电发电计划的制定和运行调度。

数据分析与报告生成是风电机组运行状态监测与预测系统的最后一个功能。

通过对大量的数据进行分析和处理，可以获取机组运行状态的详细信息，并生成相应的报告。

风力发电机组在线振动监测与分析系统的应用摘要：风电机组振动状态监测分析与故障诊断系统是基于风力发电这一特殊的应用领域开发设计的，采用“集散式拓扑结构”，通过安装于每台风机机舱的数据采集装置实现数据的采集，而所有的分析功能都通过设立在风场升压站的数据服务器系统的分析监控软件来实现。

系统主要通过在线监测主轴轴承、齿轮箱、发电机等关键部件的振动，分析这些部件的运行状态，并且根据运行趋势，采用预知维修和故障诊断技术可以不大大减少盲目维修及突发性性事故停机的时间，延长机组连续运行的周期，给公司生产运维带来极大的效益。

关键词：在线振动检测；风力发电机组；故障；振动一、安装ＣＭＳ系统的意义随着风力发电机组投运规模的扩大和运行时间的增加，设备机械故障趋于常态化，振动状态监测技术可对实现风机设备运行过程中有效的预防和发现故障，有计划地对其进行维护，提高机组运行的安全性和经济性。

在风力发电机组２０年设计寿命中，齿轮箱和发电机维护费用占风机所有维护费用的６０％以上，风机运行２０年内部件维护费用（按系统分类）权重分布见图１。

从图１可以看出，发电机和齿轮箱的损坏对于风电场发电量和维护成本影响很大，如何保证齿轮箱、发电机等机械零部件的可靠性，做到预防性维护，已经成为亟待解决的问题。

风力发电机组在线监测技术的宗旨是提前发现机组的潜在故障，及时发现风电机组的问题，降低大部件故障恢复成本，保证发电量。

对风电机组实施在线振动监测的意义具体表现如下：１）预知故障：对机组可能发生的故障及时预警，可进行基于状态监测的维修；２）明确故障部位：积累原始数据，为制定维修计划提供依据，避免过度维修或维修不足，节省维修成本和时间；３）合理安排零部件库存：减少备件数量，降低损耗率，也保证部件更换有足够的准备。

二、ＣＭＳ系统组成及结构风机状态监测与故障诊断系统是集数据采集、状态监测、振动分析、故障诊断为一体的多任务信息处理系统。

可以将其分为三级，其网络拓扑图如图２所示：第一级为机舱采集设备，包括ＩＣＰ加速度传感器，数据采集器，光电转换器，以及环网交换机，采集到的数据通过风场光纤环网传到数据服务器；第二级为放置于升压站中控室的数据服务器，分析程序安装于此服务器内，现场技术人员可以从这个服务器的终端获取本风场的机组运行状态；第三级设立在集团的数据中心，可以将集团所有的数据都传送到数据中心，行业专家，专业技术人员可以更高层次的分析诊断和管理，最后将分析报告按月或季度提交该给用户。

金风直驱风力发电机组TCM在线振动监测系统技术方案（仅适用于国华赤城六期、柳山一期项目）北京观为时代科技有限公司（为丹麦格莱音（Gram&Juhl）中国合资公司中方母公司，建有MHCC TM设备健康体检中心）二零一三年五月目录一. 技术方案与系统主要设备指标 (3)1.1丹麦格莱音TCM®集成的风机状态监测系统简介 (3)1.2 金风直驱风机在线振动监测系统方案及主要技术指标 (4)1.2.1在线振动监测仪（M-System）技术性能指标 (5)1.2.2 加速度振动传感器的主要技术指标 (5)1.2.3 转速信号的获取 (6)1.2.4 在线振动监测仪安装与供电 (6)1.2.5在线振动监测仪的通讯 (8)1.2.6格莱音TCM在线振动监测与故障诊断分析软件系统 (8)1.2.7在线振动监测系统与SCADA系统的对接 (10)二. 技术支持与培训 (10)三. 质量保证与软件升级服务 (10)四. 供货范围 (10)签字页： (12)一.技术方案与系统主要设备指标1.1丹麦格莱音TCM®集成的风机状态监测系统简介丹麦格莱音(Gram&Juhl) 是全球风力发电机状态监测领域的领导者。

自1999年以来，格莱音已经为全球超过6000台风力发电机装备了其先进的TCM®风机状态监测系统，并提供及时可靠的远程诊断分析服务，是目前全球装机量最大的风力发电机组状态监测系统提供商。

格莱音(Gram&Juhl)也是全球最大的海上风力发电机状态监测系统提供商。

TCM®系统已经为全球超过1,500台海上风力发电机组提供在线振动监测和诊断分析服务。

格莱音(Gram&Juhl) TCM®系统为全球主要风机制造商和风电运营商广泛应用。

TCM®在中国已经成功应用于国电龙源、中国大唐、国华能源等风电场。

格莱音（Gram &Juhl）的TCM®系统通过了ISO 9001质量体系认证，取得了德国劳氏（GL）认证、美国UL认证以及丹麦FORCE认证，通过对超过5000台风机振动监测和分析实践，特别是对海上风力发电机组状态监测的规模应用经验，使TCM®成为目前响应能源局《导则》最佳的系统。

风力发电机塔简振动监测系统研究一、振动监测需求风能作为新能源开发的一个重要领域，受到越来越多的重视，其核心技术风力发电机的研制以及风力发电机振动故障监测与诊断也广受关注。

风力发电机塔筒不仅要承载风力发电机自身机体的静态载荷，还由于风场各种风况(正常、极端风况)的存在，风力强弱、方向变化多样、有限位置的风力状况难以预测等因素的影响。

目前对于风力发电机齿轮箱的振动监测和故障诊断研究比较详细、深入，对于塔筒振动研究还有不足。

齿轮箱振动信号所包含特征信号高频居多，而塔筒则存在显著的低频特征，这就导致了目前用于监测齿轮箱的方法和设备并不适合塔筒振动的监测。

本文设计的风力发电机塔筒振动监测系统能够实时采集分析实际运行过程中的塔筒振动水平和频率成分，帮助进行故障判断。

二、风力发电机塔筒的模态分析塔筒的模态分析对塔筒的安全运行十分重要，为了防止运行时塔筒与叶轮或其他部件发生的振动产生共振，计算出塔筒的固有频率和振型，是塔筒结构参数优化的参考依据，也可以为振动信号采集设备的选择提供依据。

阻尼受迫振动方程为：式中：M为塔筒的质量；D为塔筒的阻尼；K为塔筒的刚度；F为塔筒的载荷，主要是转子的推力；△F为变桨距机组的变桨动作产生的附加推力。

对于均质锥形塔筒，可以将齿轮箱。

叶轮等作用简化为顶部的集中质量如图1。

那么塔筒弯曲振动的第一式中：E 为塔筒构造材料的箱、叶轮、发电机的模拟集中风力发电机塔筒振动主要三、系统组成系统包含无线加速度传感器1、无线加速度传感器wuxiiot传感的无线加速有低功耗和长距离通信的特性传感单元，具有结构固定、功耗振动测试、撞击测试等领域产品特点● 超低功耗，使用寿命＞● 长距离通信，相邻通信节● 无线自组网功能，传感器● 外形小巧，重量轻，方便● 无活动部件，可靠性高的第一阶固有振动频率可以用式(2)来表示：材料的弹性模量；I 为塔筒的截面惯量；M 1为塔筒质量拟集中质量；H 为塔筒的高度。

动主要监测对象就是其一阶振动，其反映了塔筒的主要感器、数据采集器和远程服务器加速度传感器采用最先进的无线物联网技术——LOR 的特性，通信距离可达5km，传感器引进欧洲专利技术功耗低、稳定性好等特点，无线加速度传感器使用领域。

课程设计报告( 2014 -- 2015年度第二学期)名称：单片机课程设计题目：风电机组塔筒振动检测系统院系：班级：学生姓名：同组人：学号：成绩：日期： 2015年 7 月 5日一．塔筒振动检测意义：通过对塔筒振动的实时数据监测，和进一步的数据分析可以1判断塔筒的强度，刚度，稳定性，便于维护与检修2.实现对风电机组变载荷，变转速的检测和反馈3.保证机组运行过程的平稳和安全可靠运行二．塔筒振动检测基本方案１. 基本原理：利用传感器测量塔筒的振动信号，通过信号传送线路和信号转换元件把振动信号送入单片机，再利用单片机的软件技术处理塔筒的振动信号，实时显示塔筒振动状态并将信号通过无线技术传输到检测中心，实现塔筒振动的检测。

2.功能实现：每个风电机组塔筒可用８个传感器分别测得不同位置的各个方向上的振动信号，每个测量对象经传感器输出的８条模拟信号可输入到ADC0808的８个模拟输入端子，单片机控制选择模拟信号输入通道后，ADC0808转换为数字信号经输出通道输出到到AT89C51单片机，单片机又与数码管连接，由单片机控制将８通道的模拟量轮流转换后输出到七段数码管动态显示，由此可简单实现塔筒振动的实时简单检测。

（若要更准确的实现塔筒振动的检测，同时可将A/D转换后，数据串行口输出后经MAX232电平转换后，通过无线数据模块传到检测中心，经数据分析后得到更为准确的塔筒振动检测，以下设计中不做设计）系统的运行方框图如下：风电机组 ... ... ... 风电机组传感器传感器前置放大器... ... ... 前置放大器A/D转换器 ... ... ... A/D转换器单片机 ... ... ... 单片机GPRS模块ＧＰＲＳ网络 GPRS模块显示电路检测中心显示电路三．硬件设计1.硬件选择（1）.传感器选择：加速度传感器，塔筒自身的振动主要为低频振动，因此测量塔筒的自振频率，可选用加速度传感器或电容式振动传感器。

（２）.传感器的放置：考虑到塔筒的各个方向上的振动情况不一样，塔筒不同高度上的振幅也不一样，现将８个加速度传感器分为两组，每组四个分别置于塔筒横截面上相互垂直的X-Y方向上的四个位置（如图ａ），其中一组放置在塔筒底部，另一组靠近塔筒顶部，考虑到测量的数据的准确有效性，可将两组错开45°（如图ｂ），由此可实现塔筒各个位置振动的立体式测量，更具有准确性，而且可通过检测中心的数据分析得到非常准确的塔筒振动情况。