風電機組振動監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)

【摘要】：全球性的能源短缺以及環(huán)境污染等問題的日益嚴重,使新能源的開發(fā)與利用成為世界各國普遍關注的話題,風能作為一種清潔、安全、永不枯竭的可再生能源,越來越多地受到重視,風力發(fā)電技術也成為研究的熱點。風電機組是風力發(fā)電的關鍵設備,它完成風能到電能的轉換,是一個復雜的機械部件集合體,近年來,風電機組單機容量越來越大,機械機構越來越復雜,其中任何一個環(huán)節(jié)在運作過程中出現(xiàn)故障,都有可能導致設備停機,帶來較大的經(jīng)濟損失,同時由于風電場所處的地理位置通常較為偏遠,設備的維護和檢修不便,因而對風電機組進行狀態(tài)監(jiān)測、盡早發(fā)現(xiàn)故障是十分必要的。 本文首先研究了風電機組的基本結構、工作原理以及常用的振動分析方法,進而設計出了一套振動監(jiān)測系統(tǒng),對風電機組運行時的振動情況進行實時檢測與分析。系統(tǒng)主要可以分為下位機振動檢測模塊和上位機監(jiān)控模塊兩個部分,振動檢測模塊以微處理器STM32F103VB為核心構建硬件平臺,采集風電機組的振動信號,對采集到的模擬信號進行濾波、放大等一系列處理,并由微處理器內(nèi)嵌的12位模擬數(shù)字轉換器將其轉換為數(shù)字信號,再利用RS-485通訊線路將數(shù)據(jù)傳輸至上位機監(jiān)控模塊；對上位機監(jiān)控軟件的開發(fā)選取了NET framework2.0框架下的Visual C#程序設計語言,實現(xiàn)了串口通訊功能,對接收到的振動數(shù)據(jù)進行實時顯示和頻譜分析處理,應用程序通過ADO.NET技術建立與Access數(shù)據(jù)庫的連接,完成數(shù)據(jù)的存儲管理。調試證明系統(tǒng)可以有效采集信號,具有良好的人機界面,能夠正常穩(wěn)定工作。 【關鍵詞】：風電機組 振動檢測 人機界面
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM614;TM76
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 選題背景及意義7-9
• 1.1.1 風力發(fā)電技術的發(fā)展概況7-8
• 1.1.2 風電機組狀態(tài)監(jiān)測的重要性8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文研究內(nèi)容及結構安排10-13
• 1.3.1 論文研究內(nèi)容10-11
• 1.3.2 論文結構安排11-13
• 第2章 風電機組振動監(jiān)測理論基礎13-19
• 2.1 風電機組結構與工作原理13-15
• 2.2 風電機組常見振動故障15-16
• 2.3 振動分析的基本方法16-17
• 2.4 本章小結17-19
• 第3章 系統(tǒng)總體設計19-23
• 3.1 硬件平臺19-21
• 3.2 軟件平臺21-22
• 3.3 本章小結22-23
• 第4章 系統(tǒng)硬件設計23-39
• 4.1 微處理器選型23-24
• 4.2 系統(tǒng)硬件電路原理設計24-34
• 4.2.1 電源管理電路25-27
• 4.2.2 模擬前置電路27-30
• 4.2.3 通訊接口電路30-32
• 4.2.4 其他電路32-34
• 4.3 印制電路板設計34-37
• 4.3.1 印制電路板布局34-36
• 4.3.2 印制電路板布線36-37
• 4.4 本章小結37-39
• 第5章 系統(tǒng)軟件設計39-61
• 5.1 下位機軟件39-45
• 5.1.1 STM32固件庫簡介40
• 5.1.2 ADC模塊設計40-43
• 5.1.3 USART模塊設計43-45
• 5.2 上位機軟件45-59
• 5.2.1 Visual C#語言簡介46
• 5.2.2 監(jiān)控界面設計46-50
• 5.2.3 監(jiān)控軟件功能實現(xiàn)50-59
• 5.3 本章小結59-61
• 第6章 總結與展望61-63
• 6.1 總結61
• 6.2 展望61-63
• 參考文獻63-65
• 在讀期間發(fā)表的學術論文及研究成果65-67
• 致謝67

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