1、風力發電機論文風力發電機設計論文基于MMA7260Q的風力發電機振動在線監測系統摘要本文設計一種風力發電機振動在線監測系統，介紹監測系統的工作原理、硬件電路組成及軟件設計方法。該系統具有過載保護、報警制動、參數設置、實時顯示、高精度等優點關鍵詞MMA7260Q振動;窗函數;信號采集；FIR數字濾波器0引言風力發電機是將風能轉換成電能的設備，風能通過葉輪帶動主軸、增速箱、發電機組轉換成電能。發電機組的狀態監測和故障預測、診斷是目前風力發電機設備維修、維護管理的主要手段，其狀態監測的方法很多，主要有力、位移、振動、噪聲、溫度、壓力等監測。由于振動引起的機械損壞比率很高，目前在診斷技術上應用最多的是

2、機械振動信號檢測，風力發電機運行狀態通常可從振動數據上體現出來,目前國內大型風力發電機組振動監測設備基本上是整機進口，價格昂貴。為此我們開發了基于加速度傳感器MMA7260QTC8051F350型單片機的振動在線監測系統，具有振動數據實時監測、分析以及超限報警制動等功能。1系統整體設計風力發電機故障診斷的基本方法是時域監測、頻域分析診斷，核心思想是利用加速度傳感器檢測振動情況，由計算機對振動數據進行采樣、濾波,提取有效振動頻帶內的信號，通過分析有效頻帶內的峰值振動頻率來判斷風機運行是否正常1。采集系統主要包括傳感器、電源電路、單片機系統和通訊電路圖1為系統硬件框圖。振動測量采用MMA7260Q

3、作為振動傳感器，MMA7260Q采用了信號調理、單極低通濾波器和溫度補償技術，并且提供4個量程可選，同時帶有低通濾波并已做零g補償。芯片提供休眠模式，最低供電電流3卩A。MMA7260Q的關鍵組成部分加速度感應單元，利用半導體材料經過刻蝕加工成基于可變電容原理的機械結構。當芯片受到外力產生加速度時,相當于兩個極板之間的發生了相對變化，從而將加速度變化以電容值變化的形式體現出來。再通過內部電路將電容轉化為電壓變化,經過濾波、放大處理后輸出。通過引腳1、2的輸入搭配，可實現對加速度范圍和靈敏度的選擇。1.2單片機系統C805仆350是一款完全集成的混合信號片上系統型MCU具有高速、低功耗、集成度高

4、、功能強大、體積小巧等優點，其內部有一個全差分24位A/D轉換器,該轉換器具有在片內校準功能。兩個獨立的抽取濾波器可被編程到IkHz的采樣率。可使用內部的電壓基準，也可用差分外部基準進行比率測量。由2.7V3.6V低壓供電，其功能已達到板卡級水平，使得片外功能器件減少。硬件實現的SMBus/I2C、增強型UART和SPI串行接口,4個通用的16位定時器,具有3個捕捉/比較模塊和看門狗定時器功能的可編程計數器/定時器陣列（PCA）,片內上電復位、電源電壓監視和溫度傳感器；片內電壓比較器,17個端口1/0（允許5V輸入）。可編程增益放大器（PGA）對ADO入進行放大,可設置的放大倍數為1、2、4、8、16、32、64和1282。1.3通訊模塊C805仆350與PC機或者其它設備交換數據是借助于RS-485串行通信來實現的。發送和接收要約定具體的數據格式和波特率（通信協議）。通信參數為9600,n,8,1。在配置每個控制器的時候，在一個網絡上的所有設備都必須選擇相同的串口參數。波特率9600,1個起始位,8個數據位,1個停止位,無奇偶校驗位4,6。2軟件設計2.1下位機軟件設計下位機軟件的主要功能是檢測和標定振動數據，按要求將數據上