在风电机组中,主机系统长期处于复杂的动态运行状态。无论是主轴、齿轮箱还是偏航系统,大量关键连接都依赖高强螺栓维持结构稳定。而这些部位往往伴随着持续旋转、高频振动以及周期性交变载荷,对螺栓连接提出了极高要求。
尤其是在主轴连接区域,螺栓不仅承担巨大的机械载荷,还长期受到风载变化带来的冲击作用。一旦预紧力下降,可能导致联接松动、振动加剧,进一步影响轴承、齿轮箱甚至整机寿命。

(旋转中的监测难题:无源无线垫片式压力传感器在风电主机中的应用 图源:摄图网)
问题在于,这类旋转部件的监测一直非常困难。
传统有线传感方案在静态设备中或许可行,但在风电主机内部,旋转结构意味着布线几乎无法长期可靠运行。电缆在长期旋转和振动条件下容易磨损、断裂,而滑环等结构又会增加系统复杂度与故障率。
此外,风电机组通常位于高空,内部空间狭窄,维护条件有限。任何需要定期更换电池或检修线路的方案,都会带来高昂运维成本。
无源无线垫片式压力传感器正是在这种背景下展现出独特价值。该方案将传感器直接集成在垫片内部,在安装时仅需替换原有垫片即可完成部署,无需改变主机结构设计。
更关键的是,其完全无需电池供电,也无需布线。通过无线方式即可实现能量耦合与数据读取,非常适合旋转部件的长期监测。
在风机运行过程中,运维人员可以远程获取螺栓预紧力状态,实现真正意义上的“动态在线监测”。也就是说,风机无需停机,就能够掌握关键连接点在真实运行工况下的受力变化。
这一能力非常重要。因为很多螺栓问题并不会在静止状态下显现,而是在风机运行、振动和载荷变化过程中逐渐暴露。传统停机检测往往无法发现这些早期风险。

(旋转中的监测难题:无源无线垫片式压力传感器在风电主机中的应用 图源:摄图网)
通过长期数据积累,还可以建立主机连接状态趋势模型。例如,当某一区域的预紧力衰减速度异常时,可以提前安排维护,避免故障扩大。
随着风电机组向大型化发展,单台设备价值越来越高,任何停机都会带来巨大损失。无源无线垫片式压力传感器,正在让风电主机从“被动维护”走向“主动感知”,成为智能风电的重要组成部分。


