風力發電機組的加速度振動傳感器

再生能源

風力發電是一種成長中的干凈的可再生能源。無論是單個機組還是組合機組的風力發 電場，它們都是目前世界上發展很快的新能源。風力發電機組原理是將風力機械能轉化成電能。風力發電的規模可以從 500 千瓦到6兆瓦。 常用的風力發電機組是水平軸布置。有些是三槳葉，上風向并且帶有偏航控制，有的則是二槳葉下風向，自然隨風旋轉。偶爾你也會看到垂直布置的風力發電機組，它們也被稱為 Darrieus(打蛋形)風力發電機組，根據法國發明家而命名。但是這種打蛋形的設計不是很流行，逐漸被性能較好得水平布置的風力發電機組所代替。風力發電機組和低速電機驅動的風扇，例如冷卻塔，有很多相同之處。風力發電機組基本上是一個大型低速風扇，但是它不是電能驅動，沒有將機械能通過減速箱驅動大型低速風扇，相反的，它提供機械能，通過加速箱驅動發電機產生電能。這個反向的過程帶有很多會產生振動的旋轉部件，長時間的損耗可能會導致終失效。

? 維修費用非常高 ? 不可能的工作高度 ? 電能的損失很昂貴

帶有加速度振動傳感器的水平布置的 風力發電機組

低頻加速度振動傳感器

主要軸承和轉軸的速度大約是 30-60 rpm。這也是齒輪箱輸入軸的旋轉速度。旋轉頻率范圍是 30–60 cpm (0.5–1.0 赫茲)的情況應采用低頻加速度振動傳感器。測量的范圍包括主軸旋轉頻率，葉片通過頻率，主軸承頻率，齒輪箱輸入軸軸承頻率和齒輪嚙合頻率等等。這些低頻加速度振動傳感器通常可以提供500mV/g以及12-180000 cpm (0.2–3000赫茲) 的頻率范圍。

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齒輪箱 徑向振動傳感器 軸向振動傳感器 發電機 主要軸承

低頻加速度振動傳感器

安裝在主軸承水平軸上的低頻加速度振動傳感器

通用型加速度振動傳感器

齒輪箱的中間軸和輸出軸都會有比較高的旋轉速度，并且產生比軸承和齒輪嚙合更高的擾動頻率。事實上，輸出軸的旋轉頻率在通常情況下比輸入軸高50-60倍。測量其帶動的齒輪箱和發電機組的高旋轉速度需要使用通用型加速度振動傳感器。通用型加速度振動傳感器可以提供100 mV/g 以及 30–900000 cpm (0.5–15000赫茲)的頻率范圍。

齒輪箱的軸向和垂直方向上螺栓安裝的通用型加速度振動傳感器

通用型加速度振動傳感器

螺栓安裝型的加速度振動傳感器

風力發電機組通常在很高的塔上。其旋轉組件很難接近，因此好是使用螺栓來安裝加速度振動傳感器。安裝平面例如主軸承，

齒輪箱和發電機等都需要加工孔口平面，轉孔 并攻螺紋以便安裝振動傳感器。

孔口平面，轉孔后攻螺紋

MH117 孔口平面及轉口的工具

在加工過的平面上安裝振動傳感器

電纜和接頭 風力發電機組需要使用到可靠的 IP66 接頭，防止灰塵，水或油的進入。A2A軍用Style接頭或B2A密封型接頭可以給振動傳感器提供可靠的連接。特氟龍外套電纜或聚 亞安酯電纜和接頭配合使用可以為振動傳感器提供完全的連接方案。

總結

發電是當今世界重要需求之一。發電機組能否正常工作是主要關注的問題。對風力發電機組來說，主要軸承，齒輪箱和發電機失效是不可以接受的。這些部件的替換將會非常昂貴，而且重量大，安裝地點是50-100米的高空上。

在風力發電機組上安裝永久型加速度振動傳感器可以檢測下述問題：

? 齒輪失效 ? 齒輪磨損 ? 葉輪振動 ? 電子故障 ? 不平衡 ? 不對中 ? 松動 ? 共振

A2A 接頭和 CB102 電纜

B2A 接頭和 CB111 電纜

A2A 接頭和 CB103 聚亞 安酯電纜

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