本實用新型專利技術涉及一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，由前置信號處理模塊、信號處理器模塊和圖形顯示模塊組成。利用前置信號處理模塊對風力發電機的電壓和電流信號進行轉換，轉換后的信號傳送給信號處理器模塊；信號處理器模塊對信號進行處理，最后利用圖形顯示模塊顯示電壓和電流的信號的波形。本實用新型專利技術能夠實現對信號的快速采集、分析處理和顯示，從而對風力發電機組主傳動鏈故障進行在線診斷。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，由前置信號處理模塊、信號處理器模塊和圖形顯示模塊組成。利用前置信號處理模塊對風力發電機的電壓和電流信號進行轉換，轉換后的信號傳送給信號處理器模塊；信號處理器模塊對信號進行處理，最后利用圖形顯示模塊顯示電壓和電流的信號的波形。本技術能夠實現對信號的快速采集、分析處理和顯示，從而對風力發電機組主傳動鏈故障進行在線診斷?！緦＠f明】 基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統
本專利技術涉及數據采集與信號處理器，屬于數據采集與信號處理
技術介紹
隨著人類環保意識的增強和風力發電技術的快速發展，風力發電在新能源行業中占的比例越來越大，而常規振動(加速度，位移)傳感器的安裝與維護困難，信號采集與傳輸不便，使得機組的監測與診斷工作很難推廣，采用定子電流和電壓進行風力發電機組的機械故障診斷，就可以克服傳統振動診斷法存在的諸多問題。實際上發電機電流信號以供電頻率為主，而真正的故障信息成分卻較弱，如何從風力發電機電流和電壓信號中提取信號中的微弱故障特征，是無傳感器監測與診斷方法的研究熱點也是難點。同時，傳統的故障診斷在進行信號采集和處理時，一般是通過單獨數據采集卡和與之配套的采集軟件對數據進行采集和存儲，再導入到數據處理軟件，如Matlab中進行后期處理，屬于典型的離線診斷方法，十分繁瑣。因此，研究一種既能便于風力發電機電信號信號采集與處理的在線故障診斷系統具有很強的實用性，可行性和研究意義。
技術實現思路
本專利技術是為了解決如何有效地從風力發電機電流和電壓信號中提取微弱故障信號特征，以及解決傳統發電機電信號采集與處理過程中信號采集、存儲及故障診斷時的繁瑣步驟，提供了一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，由前置信號處理模塊、信號處理器模塊和圖形顯示模塊組成。利用前置信號處理模塊對的風力發電機的電壓和電流信號進行轉換，轉換后的信號傳送給信號處理器模塊;信號處理器模塊對對信號進行采集、存儲、數字濾波、均值化處理、快速傅里葉變換，利用希爾伯特變換對電壓和電流信號進行包絡解調，利用包絡解調后的電壓和電流信號計算風力發電機的瞬時功率信號，從而提取信號中的微弱故障特征;故障特征的提取原理:實驗證明當風力發電機組主傳動鏈產生故障時，會引起風力發電機氣隙磁場的變化，故障信號會同時出現在風力發電機電壓和電流信號中，通過發電機電壓和電流信號計算發電機的瞬時功率，在瞬時功率的頻譜中故障頻率特征被放大，因此，瞬時功率法更有利于檢測風力發電機組主傳動鏈故障。最后利用圖形顯示模塊對風力發電機電壓和電流的信號的原始曲線、幅值譜、幅值包絡譜及瞬時功率的頻譜進行實時顯示，從而對風力發電機組主傳動鏈故障進行在線診斷。所述的前置信號處理模塊(I)包括交流電流互感器(11)和控制變壓器(12)，交流電流互感器(11)依靠電磁感應的原理將發電機的其中一相的大電流轉換小電流，同時以電壓方式輸出后輸信號處理器模塊(2);控制變壓器(12)依靠電磁感應的原理將發電機的兩相電壓轉換為較小的電壓輸出后輸入信號處理器模塊(2)。所述的信號處理器模塊(2)包括:DSP處理器(21)，與DSP處理器(21)相連接的外擴存儲器(22)，和與外擴存儲器(22)相連接的外擴存儲器芯片FLASH或RAM(23)組成；同時包括與DSP處理器(21)相連接的A/D轉換器(24)，和與A/D轉換器(24)相連接的A/D轉換芯片(25)組成。所述的交流電流互感器(11)的輸出端與信號處理器模塊(2)中A/D轉換器(24)的輸入通道相連接，控制變壓器(12)的輸出端與信號處理器模塊(2)中A/D轉換器(24)的輸入通道相連接。所述的圖形顯示模塊(3)由液晶顯示屏(31)和通過并行模式(4)與DSP處理器(21)相連接的部分組成。本專利技術的有益效果是，本專利技術的一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，采用此種設計的前置信號處理模塊，能夠實現對信號的快速轉換;信號處理器模塊中的A/D轉換器實現對信號采集和轉換，DSP處理器實現對信號分析和處理，信號處理器模塊中的外擴存儲器實現對數據的存儲和分配，系統程序的長期保存，有效提高DSP處理能力；圖形顯示模塊能夠對瞬時功率信號的頻譜進行實時顯示，從而對風力發電機組主傳動鏈故障進行在線診斷。本專利技術結構設計合理，體積小，利于信號采集，模塊化的程序結構，便于程序移植，信號處理能力強，能有效豐富風力發電機組主傳動鏈故障診斷方法?！靖綀D說明】為了易于說明，本專利技術由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。圖1是系統的結構框圖；圖2是系統的程序結構圖；圖1中1-前置信號處理模塊，11-交流電流互感器，12-控制變壓器，2-信號處理器模塊，21- DSP處理器，22-外擴存儲器，23-外擴存儲器芯片FLASH和RAM，24-A/D轉換器，25-A/D轉換芯片，3-圖形顯示模塊，31-液晶顯示屏。【具體實施方式】為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖中示出的具體實施例來描述本專利技術。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本專利技術的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本技術的概念。結合附圖對本作進一步詳細的說明，附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本的基本結構，因此其僅顯示與本有關的結構。如圖1所示的一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，由前置信號處理模塊(1)、信號處理器模塊(2)、圖形顯示模塊(3)組成。前置信號處理模塊(I)包括交流電流互感器(11)和控制變壓器(12)，交流電流互感器(I I)依靠電磁感應的原理將發電機的其中一相的大電流轉換小電流，同時以電壓方式輸出后輸信號處理器模塊(2);控制變壓器(12)依靠電磁感應的原理將發電機的兩相電壓轉換為較小的電壓輸出后輸入信號處理器模塊(2);信號處理器模塊(2)包括:DSP處理器(21)，與DSP處理器(21)相連接的外擴存儲器(22)，和與外擴存儲器(22)相連接的外擴存儲器芯片FLASH或RAM(23)組成；同時包括與DSP處理器(21)相連接的A/D轉換器(24)，和與A/D轉換器(24)相連接的A/D轉換芯片(25)組成。交流電流互感器(11)的輸出端與信號處理器模塊(2)中A/D轉換器(24)的輸入通道相連接，控制變壓器(12)的輸出端與信號處理器模塊(2)中A/D轉換器(24)的輸入通道相連接。本專利技術的一種基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，以DSP芯片為核心，外擴A/D轉換芯片便于信號采集;系統程序采用模塊化的結構，便于程序的移植，外擴存儲器芯片RAM和FLASH，利于程序的前期調試和后續燒寫，極大地提高了DSP的存取速度;利用瞬時功率法判定風力發電機組主傳動鏈故障，外擴LCD液晶顯示屏，對瞬時功率的頻譜、故障信息進行在線顯示，實現對風力發電機組主傳動鏈故障的在線診斷。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理和主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本專利技術本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于DSP芯片的風力發電機組主傳動鏈故障在線診斷系統，其特征在于，它包括前置信號處理模塊（1）、信號處理器模塊（2）、圖形顯示模塊（3）組成，利用前置信號處理模塊（1）能夠實現對信號的快速轉換，同時將信號傳送給信號處理器模塊（2），信號處理器模塊（2）中的A/D轉換器（24）實現對信號采集和轉換，DSP處理器（21）實現對信號處理，提取信號中的故障特征頻率，同時繪制瞬時功率信號的頻譜，通過圖形顯示模塊（3）對瞬時功率信號的頻譜進行實時顯示，從而對風力發電機組主傳動鏈故障進行在線診斷，信號處理器模塊（2）中的外擴存儲器（22）實現對數據的存儲和分配，有效提高DSP處理能力，前置信號處理模塊（1）包括交流電流互感器（11）和控制變壓器（12），交流電流互感器（11）依靠電磁感應的原理將發電機的其中一相的大電流轉換小電流，同時以電壓方式輸出后輸信號處理器模塊（2）；控制變壓器（12）依靠電磁感應的原理將發電機的兩相電壓轉換為較小的電壓輸出后輸入信號處理器模塊（2）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：時獻江，趙曉文，羅建，任婷婷，房欽國，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23
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