风力发电机组的加速度振动传感器:工业振动分析技术

更新时间：2025-07-09 07:05:58

风力发电机组的加速度振动传感器

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风力发电机组的加速度振动传感器
再生能源
风力发电是一种成长中的干净的可再生能源。无论是单个机组还是组合机组的风力发电场，它们都是目前世界上发展很快的新能源。风力发电机组原理是将风力机械能转化成电能。风力发电的规模可以从 500 千瓦到6兆瓦。常用的风力发电机组是水平轴布置。有些是三桨叶，上风向并且带有偏航控制，有的则是二桨叶下风向，自然随风旋转。偶尔你也会看到垂直布置的风力发电机组，它们也被称为 Darrieus（打蛋形）风力发电机组，根据法国发明家而命名。但是这种打蛋形的设计不是很流行，逐渐被性能较好得水平布置的风力发电机组所代替。风力发电机组和低速电机驱动的风扇，例如冷却塔，有很多相同之处。风力发电机组基本上是一个大型低速风扇，但是它不是电能驱动，没有将机械能通过减速箱驱动大型低速风扇，相反的，它提供机械能，通过加速箱驱动发电机产生电能。这个反向的过程带有很多会产生振动的旋转部件，长时间的损耗可能会导致终失效。
• 维修费用非常高 • 不可能的工作高度 • 电能的损失很昂贵
带有加速度振动传感器的水平布置的风力发电机组
低频加速度振动传感器
主要轴承和转轴的速度大约是 30-60 rpm。这也是齿轮箱输入轴的旋转速度。旋转频率范围是 30–60 cpm (0.5–1.0 赫兹)的情况应采用低频加速度振动传感器。测量的范围包括主轴旋转频率，叶片通过频率，主轴承频率，齿轮箱输入轴轴承频率和齿轮啮合频率等等。这些低频加速度振动传感器通常可以提供500mV/g以及12-180000 cpm (0.2–3000赫兹) 的频率范围。
连接技术中心
地址：上海市闸北区大统路988号A座1509 电话: 021-61434143传真: 021-61434143
齿轮箱径向振动传感器轴向振动传感器发电机主要轴承
低频加速度振动传感器
安装在主轴承水平轴上的低频加速度振动传感器
通用型加速度振动传感器
齿轮箱的中间轴和输出轴都会有比较高的旋转速度，并且产生比轴承和齿轮啮合更高的扰动频率。事实上，输出轴的旋转频率在通常情况下比输入轴高50-60倍。测量其带动的齿轮箱和发电机组的高旋转速度需要使用通用型加速度振动传感器。通用型加速度振动传感器可以提供100 mV/g 以及30–900000 cpm (0.5–15000赫兹)的频率范围。
齿轮箱的轴向和垂直方向上螺栓安装的通用型加速度振动传感器
通用型加速度振动传感器
螺栓安装型的加速度振动传感器
风力发电机组通常在很高的塔上。其旋转组件很难接近，因此好是使用螺栓来安装加速度振动传感器。安装平面例如主轴承，
齿轮箱和发电机等都需要加工孔口平面，转孔并攻螺纹以便安装振动传感器。
孔口平面，转孔后攻螺纹
MH117 孔口平面及转口的工具
在加工过的平面上安装振动传感器
电缆和接头风力发电机组需要使用到可靠的 IP66 接头，防止灰尘，水或油的进入。A2A军用Style接头或B2A密封型接头可以给振动传感器提供可靠的连接。特氟龙外套电缆或聚亚安酯电缆和接头配合使用可以为振动传感器提供完全的连接方案。
总结
发电是当今世界重要需求之一。发电机组能否正常工作是主要关注的问题。对风力发电机组来说，主要轴承，齿轮箱和发电机失效是不可以接受的。这些部件的替换将会非常昂贵，而且重量大，安装地点是50-100米的高空上。
在风力发电机组上安装永久型加速度振动传感器可以检测下述问题：
• 齿轮失效 • 齿轮磨损 • 叶轮振动 • 电子故障 • 不平衡 • 不对中 • 松动 • 共振
A2A 接头和 CB102 电缆
B2A 接头和 CB111 电缆
A2A 接头和 CB103 聚亚安酯电缆
CTC 的产品和所有知名品牌的数据采集器和监测系统相兼容

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联系人：朱小姐
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工业振动分析技术

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应用于预防性维修和提高设备可靠性的工业振动分析技术
背景：
工业振动分析技术是确定，预测和预防旋转型设备故障的一种检测工具。实施设备振动分析将会提高设备的可靠性和工作效率，减少停机时间，消除机电故障。振动分析技术是全球通用的工具用于确定设备故障，设定设备维修计划，使设备尽可能长时间地正常工作。
设备：
适用的设备包括：电机，泵组，风机，齿轮箱，压缩机，涡轮，输送带，辊筒，发电机及任何带有旋转组件的设备。检测电机轴承的振动状态这些设备的旋转组件都有各自特定的振动频率。而其振动幅度则代表该设备的工作情况或工作质量。振幅的扩大直接表示旋转组件例如轴承或齿轮发生了故障。根据设备的速度可以计算出旋转频率，对比检测到的频率即可确定设备发生的故障。
• 刀片转速乘积扰动
工业振动传感器
实施振动分析技术需要运用到各种振动传感器（加速度传感器，速度传感器或位移探测器）对旋转型设备进行检测和分析。工业上常用的是加速度传感器。加速度传感器的安装可以运用固定螺钉或便携式磁座。加速度传感器监测到设备的振动值后，以相对’g’（重力加速度单位)的形式输出与振动值成比例的电压或电流。该信号也可以积分成速度的形式（英寸/秒或毫米/秒）输出。为每种应用情况选择合适的加速度传感器，电缆，连接器和安装方式十分关键。这样才能提供高质量的检测和准确的振动数据，确定旋转型设备的故障。滑动轴承的应用需要使用位移探测器来检测内部转轴的真实移动值。位移探测器的非接触型探针可以检测转轴的振动值，轴间距和轴承内径。应用涡流原理，探针可以提供与位移（英寸或毫米）成比例的电压输出。

应用振动分析确定的故障：
通过检测分析旋转型设备产生的振动
信号可以确定下述几种设备故障。
• 设备不平衡齿轮箱上的加速度传感器
• 设备不对中 • 共振 • 转轴形变 • 齿轮啮齿
• 叶片转速乘积扰动 • 流通量和气穴现象 • 电机故障（转子和定子） • 轴承故障 • 机械松动 • 重要设备的速度
监测冷却塔的振动值

动态振动分析：
动态振动的检测和分析需要应用加速度传感器检测振动值，数据采集器或动态信号分析仪来采集数据。数据的分析通常由受过旋转型设备振动技术培训的技术员或工程师完成。加速度传感器的模拟电压输出，100毫伏/g，由数据采集器进行检测，以时间波形图和 FFT 快速傅立叶变换图来表示，便于确认频率特性。The plots of amplitude vs. time, (Time振幅相对于时间（时间波形图），和振幅相对于频率(FFT)的图形必须由经过培训的技术员或工程师进行分析,并确定设备故障.由于每种设备产生各自独特的振动频率,分析其振动频率的不稳定变化可以判断故障所在. 一旦确定故障就可以定购备件,制定维修计划. 动态振动分析可以由好几种方式来实现。
监测电机和风扇的振动值
• 便携式传感器和便携式数据采集器，按照预先设定的机械检测途径 • 永久式传感器和便携式数据采集器，按照预先设定的机械检测途径 • 永久式传感器和永久式数据采集器，为设备提供每天 24 小时，每周 7 天，每年 52周的保护。
过程振动警报：
过程振动报警图
总结
振动分析并不是一项新技术. 早在 1880年居里兄弟就发现了特定材料的压电效应和
电荷输出. 1923 年第一台加速度传感器就问世了.在过去的 100 年里,这项技术经过不断提炼, 能为当今工业旋转型设备的振动状态提供快速高效的检测. 每年各种传感器纷纷问世,它们的设计能适用恶劣的工业环境,为关键设备提供重要检测. 电缆和连接器都采用最强硬的材料,在传感器和数据采集之间提供的重要连接.选择适用任何环境的合适的电缆和连接器, 使数据传输没有后顾之忧. 安装硬件具有很广泛的应用范围.便携式磁座或快速接座能实现快捷的检测. 永久性传感器安装可以使用环氧粘,螺栓,或特殊设计的永久安装硬件. 接线箱是非常有用的工具,它能收集多种电缆, 归类并保护电缆,方便用户接入,并且防止电缆缠绕, 能确认每个检测点. 动态振动分析或过程振动报警一项成熟的技术,它能预测旋转型设备故障,提高设备的可靠性. 使用CTC工业振动传感器,电缆,连接座,安装硬件和接线箱,保护你的投资! 失效的电机轴承别让这发生在你的设备上 !

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