风电轴承试验台监测及数据采集系统研究

【摘要】：随着能源危机、环境污染以及生态破坏等问题越来越受到各国的广泛关注,我国也开始不遗余力地发展以风力发电为代表的新能源产业。大型风力发电机用轴承是大型风力发电设备中的重要组成部件,同时,其设计、制造、检测技术也是我国自主研发制造的风力发电设备向大型化、高功率、集群化发展所要攻克的关键技术与难点。因此,加强对大型风电轴承测试技术的研究、积累大型风力发电机用轴承试验台的设计制造经验、建立成熟的大型风电轴承测试理论体系对我国风力发电行业的发展十分重要。本文基于现有的风力发电轴承及其检测技术,针对1.5至3兆瓦以上的大型风力发电机用轴承测试平台的液压加载系统及控制策略、监测及数据采集系统和基于虚拟仪器的用户界面进行了研究与设计。 本文首先针对风力发电行业现状以及国内外发展形势进行了综述,介绍风电轴承测试平台的发展以及国内外已研制成功的测试平台,明确课题研究内容及目标。接着分析了测试对象,即偏航轴承的结构特点、工作条件以及失效方式,确定试验台对被测轴承加载的载荷种类以及载荷大小,进而提出几种液压加载系统方案,并选择其中的一种进行系统参数设计及计算。探讨了本试验台液压加载系统的控制策略,进行了操控系统的方案设计。继而对试验台需要采集的各个参量以及需要监测的各类数据进行了归纳与计算,据此对数据采集系统的硬件进行了选型配置。随后依照Lab VIEW程序开发流程,对试验台用户界面进行了需求分析、算法设计、模块划分以及程序编写。最后通过仿真以及单通道小系统试验对所编制的软件进行了运行测试。 本课题对大型风电轴承试验台液压加载方案及控制策略进行了深入研究,在labvIEW8.2的环境下对大型风电轴承试验台加载监测及数据采集系统的用户界面及软件部分进行了设计,为风电轴承测试系统的设计与搭建提供了可参考的资料。 【关键词】：风电轴承 试验台 加载系统 数据采集 labVIEW
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH87
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题的研究背景及意义9-13
• 1.1.1 课题背景9-11
• 1.1.2 课题意义11-13
• 1.2 国内外研究现状综述13-18
• 1.2.1 风力发电行业及风电轴承发展现状13-15
• 1.2.2 风电轴承测试发展现状15-18
• 1.2.3 课题主要研究技术国内外专利申请和授权情况18
• 1.3 本课题的主要研究内容及预期目标18-20
• 1.3.1 课题的研究内容18-19
• 1.3.2 课题预期目标19
• 1.3.3 本文的段落结构及章节内容简介19-20
• 第2章 偏航轴承试验台及其液压加载系统20-33
• 2.1 风电轴承及偏航轴承试验台20-23
• 2.1.1 风电轴承及偏航轴承20-22
• 2.1.2 偏航轴承试验台简述22-23
• 2.2 试验台加载要求23
• 2.3 试验台液压加载系统方案分析23-29
• 2.3.1 液压加载系统方案分析23-28
• 2.3.2 被测轴承驱动方案选择28-29
• 2.4 液压系统的参数计算29-33
• 第3章 偏航轴承试验台液压加载系统控制方案33-41
• 3.1 系统控制要求及控制指标33-34
• 3.1.1 加载系统原理33
• 3.1.2 加载控制指标33-34
• 3.2 控制过程及要求34-35
• 3.2.1 手动/自动启动、急停、总机停机按钮34
• 3.2.2 吊装对接过程34-35
• 3.2.3 加载实验35
• 3.2.4 轴承拆卸35
• 3.3 状态参数的确定及硬件组成35-37
• 3.3.1 状态参数的确定35-36
• 3.3.2 系统的硬件组成36-37
• 3.4 PLC的I/O分配及软件方案设计37-41
• 3.4.1 PLC的I/O分配37-39
• 3.4.2 控制系统软件方案设计39-41
• 第4章 监测及数据采集系统硬件与用户界面41-53
• 4.1 采集数据对象分析41-42
• 4.2 采集设备的选择42-43
• 4.3 用户界面软件编程43-53
• 4.3.1 LabVIEW及其编程流程简介44
• 4.3.2 用户界面需求分析44-45
• 4.3.3 算法设计和功能模块划分45-47
• 4.3.4 主界面设计结果(实现)47-50
• 4.3.5 子Ⅵ运行仿真与单通道试验运行50-53
• 第5章 结论53-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58

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