风电机组振动监测系统的开发

【摘要】：全球性的能源短缺以及环境污染等问题的日益严重,使新能源的开发与利用成为世界各国普遍关注的话题,风能作为一种清洁、安全、永不枯竭的可再生能源,越来越多地受到重视,风力发电技术也成为研究的热点。风电机组是风力发电的关键设备,它完成风能到电能的转换,是一个复杂的机械部件集合体,近年来,风电机组单机容量越来越大,机械机构越来越复杂,其中任何一个环节在运作过程中出现故障,都有可能导致设备停机,带来较大的经济损失,同时由于风电场所处的地理位置通常较为偏远,设备的维护和检修不便,因而对风电机组进行状态监测、尽早发现故障是十分必要的。 本文首先研究了风电机组的基本结构、工作原理以及常用的振动分析方法,进而设计出了一套振动监测系统,对风电机组运行时的振动情况进行实时检测与分析。系统主要可以分为下位机振动检测模块和上位机监控模块两个部分,振动检测模块以微处理器STM32F103VB为核心构建硬件平台,采集风电机组的振动信号,对采集到的模拟信号进行滤波、放大等一系列处理,并由微处理器内嵌的12位模拟数字转换器将其转换为数字信号,再利用RS-485通讯线路将数据传输至上位机监控模块；对上位机监控软件的开发选取了NET framework2.0框架下的Visual C#程序设计语言,实现了串口通讯功能,对接收到的振动数据进行实时显示和频谱分析处理,应用程序通过ADO.NET技术建立与Access数据库的连接,完成数据的存储管理。调试证明系统可以有效采集信号,具有良好的人机界面,能够正常稳定工作。 【关键词】：风电机组 振动检测 人机界面
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614;TM76
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 选题背景及意义7-9
• 1.1.1 风力发电技术的发展概况7-8
• 1.1.2 风电机组状态监测的重要性8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 论文研究内容及结构安排10-13
• 1.3.1 论文研究内容10-11
• 1.3.2 论文结构安排11-13
• 第2章 风电机组振动监测理论基础13-19
• 2.1 风电机组结构与工作原理13-15
• 2.2 风电机组常见振动故障15-16
• 2.3 振动分析的基本方法16-17
• 2.4 本章小结17-19
• 第3章 系统总体设计19-23
• 3.1 硬件平台19-21
• 3.2 软件平台21-22
• 3.3 本章小结22-23
• 第4章 系统硬件设计23-39
• 4.1 微处理器选型23-24
• 4.2 系统硬件电路原理设计24-34
• 4.2.1 电源管理电路25-27
• 4.2.2 模拟前置电路27-30
• 4.2.3 通讯接口电路30-32
• 4.2.4 其他电路32-34
• 4.3 印制电路板设计34-37
• 4.3.1 印制电路板布局34-36
• 4.3.2 印制电路板布线36-37
• 4.4 本章小结37-39
• 第5章 系统软件设计39-61
• 5.1 下位机软件39-45
• 5.1.1 STM32固件库简介40
• 5.1.2 ADC模块设计40-43
• 5.1.3 USART模块设计43-45
• 5.2 上位机软件45-59
• 5.2.1 Visual C#语言简介46
• 5.2.2 监控界面设计46-50
• 5.2.3 监控软件功能实现50-59
• 5.3 本章小结59-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-65
• 在读期间发表的学术论文及研究成果65-67
• 致谢67

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