JP2014515096A - 発電ステーションにおけるギアボックスの摩耗監視 - Google Patents
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Abstract
Description
良好に稼動する歯車は、ピークまたは特異性なく、滑らかで、円形の角度トルク分布を有する。実際のパワーおよび/またはトルクの値を測定するためのもう一つのソースは、発電機の電気出力であることができる。
Claims (15)
- 発電ステーション(99)、特に、風力発電ステーション、水力発電プラントまたは潮力発電プラント、におけるギアボックス(1)の摩耗を監視する方法であって、:
前記ギアボックスは、少なくとも以下の各コンポーネントを含み、
・ 少なくとも第一のシャフト(2A)、
・ 少なくとも第二のシャフト(2B)、
・ はめ歯歯車(3A、3B)および
・ 軸受(10)
前記方法は、
・ 第一の回転シャフトエンコーダにより、前記第一のシャフト(2A)の第一の角度位置(40A)を検知する工程と、
・ 第二の回転シャフトエンコーダにより、前記第二のシャフト(2B)の第二の角度位置(40B)を検知する工程と、
・ 前記第一のシャフト(2A)および前記第二のシャフト(2B)の前記検知される角度位置の各差異に従い、前記ギアボックス(1)の摩耗を監視する工程と、
・ 前記監視される各差異に従い、前記ギアボックス(1)の前記摩耗を表す状態信号(47)を生成する工程と
を含み、
少なくとも一つの追加的な自由度(41A、42B、43C)で、前記第一のシャフト(2A)、および/または、前記第二のシャフト(2B)の変位、特に、軸方向、および/または、偏心の変位であり、特に、ギアボックス(1)の少なくとも一つの前記コンポーネントの摩耗によって引き起こされたもの、の追加的な検知であって、前記追加的な自由度の前記変位が、前記監視および摩耗のしるしとしての前記状態信号の生成に含まれる、
ことを特徴とする方法。 - 前記シャフトの一つにおける前記角度位置および前記変位の前記検知が、一つの単一手段により実行され、少なくとも二つの自由度を検知する、
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記一つの単一手段が、コードキャリア(111A、111B)およびセンサ装置(112A、112B)を含み、コードキャリアおよびセンサ装置が、第一の自由度で相互に関連して回転可能であり、
前記検知が:
・ 前記センサ装置(112A、112B)に関連する前記コードキャリア(111A、111B)の三次元変位により、前記センサ装置(112A、112B)と前記コード突起の少なくとも部分の検出で、コード突起を生成する工程と、
・ 前記コード突起から、前記コードキャリア(111A、111B)の前記角度位置を判定する工程と、
・ 前記コード突起を基準として、前記センサ装置(112A、112B)に関連する前記コードキャリア(111A、111B)の前記少なくとも一つの追加的な自由度の変位の値、特に、前記コードキャリアに関連する前記センサ装置の軸方向変位、および/または、前記コードキャリアに関連する前記センサ装置の前記偏心、を判定する工程と
を含む、
ことを特徴とする請求項2記載の方法。 - 前記第一および/または前記第二の各シャフト(2A、2B、2C)上における異なる軸方向位置における少なくとも二つの角度位置が検知され、それぞれのシャフト(2A、2B、2C)の捻りが判定され、特に、トルク負荷を受けるシャフト区間が前記軸方向位置の中間であるように異なる軸方向位置が選択され、特に、前記トルク負荷も、前記角度位置の差異および公知または推定されたシャフト剛性により判定される、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。 - 前記ギアボックス(1)の効率および/または損失が、前記検知される位置、および/または、前記判定したトルク負荷および変位、に従って判定される、
ことを特徴とする請求項4記載の方法。 - 前記軸受(10)の状態、特に、前記軸受(10)の緩いプリストレス、および/または、半径方向振れを、前記シャフト(2A、2B、2C)の検知される軸方向および/または偏心変位に従い、監視する、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。 - 前記ギアボックス(1)内の前記各シャフト(2A、2B、2C)が、それらの実際の位置、および/または、少なくとも二つの自由度における向きに関して検知され、特に、前記ギアボックス内の前記各シャフト上の少なくとも一つのセンサにより、角度位置ならびに軸方向および/または偏心変位が検知され、好ましくは、前記検知が時間同期される、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。 - 前記ギアボックスの追加的な音/振動の監視、特に、前記位置および前記変位の監視が、評価される前記摩耗の各しるしの下側の周期範囲に対応し、前記音/振動の監視が、評価される摩耗のしるしの上側の周期範囲に対応する、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の方法。 - 前記状態信号(47)に従った前記ギアボックス(1)の寿命を管理すること、特に、前記ギアボックス(1)に適用される許容可能な負荷状態が判定され、好ましくは、ウインドパークにおける複数個の発電ステーション(99)の予測される寿命を均等化することによる、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。 - 発電ステーションのためのギアボックス監視装置、特に、風力、水力または潮力発電プラントにおけるギアボックス監視装置であって、:
・ 第一のシャフト(2A)のための角度シャフトエンコーダ
・ 第二のシャフト(2B)のための角度シャフトエンコーダ、および
・ 前記各角度シャフトエンコーダの信号に従い、前記ギアボックス(1)の摩耗状態を監視するための計算ユニット(4)、特に、少なくとも二つの前記各角度シャフトエンコーダの前記各信号の差異を判定することによる、
を含み、
少なくとも一つの並進自由度で、特に、軸方向または偏心自由度で、前記ギアボックス(1)のシャフトの変位を判定するための少なくとも一つの変位センサと、そこでは前記計算ユニットが、前記各角度シャフトエンコーダの前記各信号および前記少なくとも一つの変位センサからの少なくとも一つの信号に従い、ギアボックス(1)の摩耗を判定するように構築される、
ことを特徴とする装置。 - 前記角度シャフトエンコーダおよび前記変位センサが、少なくとも二つの自由度を検知するように構築される単一センサとして包含され、特に、前記ギアボックス(1)の摩耗状態が、前記単一センサからの前記角度位置信号および少なくとも一つの軸方向位置信号および/または偏心位置信号に従って判定され、好ましくは、前記ギアボックス(1)のトルク負荷信号を判定するためのさらなる手段、および/または、異なる時間の各信号を捕捉するための同期化手段が含まれる、
ことを特徴とする請求項10記載の装置。 - 前記第一および/または前記第二のシャフトが、さらなる角度シャフトエンコーダを有し、前記シャフトの捻りが、前記各角度シャフトエンコーダの関連する角度位置の差異に従い、計算ユニット(4)によって判定され、特に、トルク負荷信号が、前記計算ユニット(4)によって、前記捻りおよび前記シャフトの剛性に従い、生成される、
ことを特徴とする請求項10または11のいずれか一項記載の装置。 - 前記ギアボックス(1)の中段シャフト(2C)がセンサを装備し、特に、全てのシャフトが少なくとも一つのセンサを装備する、
ことを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項記載の装置。 - ギアボックス(1)および請求項10〜13のいずれか一項記載のギアボックス監視装置を含み、請求項1〜9のいずれか一項記載の前記方法の実行に好適である、摩耗が監視されるギアボックスシステム。
- プログラムコードが機械可読媒体に保存されるコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードが、請求項1〜9のいずれか一項記載のギアボックスの摩耗を監視する方法を自動的に実行および運転するように構成され、特に、前記プログラムが、請求項10〜13のいずれか一項記載のギアボックス監視装置の計算ユニットで実行される場合に、
プログラムコードが機械可読媒体に保存されるコンピュータプログラム製品。
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