风电主机系统通常包括主轴、齿轮箱和发电机等核心部件,这些结构共同构成了风能转换的核心路径。在这些设备内部,同样存在大量高强螺栓连接,用于固定轴承座、连接壳体以及传递载荷。
虽然这些螺栓不像塔筒或叶根那样直接暴露在外部环境中,但其重要性并不低。相反,由于处于能量传递核心位置,一旦发生松动,往往会对整机运行产生连锁影响。
主机螺栓监测的最大问题在于其“不可接近性”。

(螺栓监测:风电主机内部连接 图源:摄图网)
主轴系统长期旋转,内部结构复杂,很多连接点位于封闭空间中。设备运行时存在持续振动与冲击载荷,而停机检修则成本极高,因此无法频繁拆机检测。
目前行业对主机螺栓的管理方式仍以周期性检修和经验判断为主,缺乏对真实运行状态的直接数据支撑。
这使得很多螺栓问题往往是在设备异常或故障发生后才被发现,而不是在早期就被识别。
无源无线垫片式压力传感器为这一问题提供了更直接的解决路径。该方案可以直接嵌入螺栓连接界面,通过垫片替换方式完成安装,不改变主机结构,也不会影响设备运行。
由于无需电池供电,传感器可以长期在高振动环境下稳定工作,同时避免了传统有线方案在旋转或封闭空间中的布置难题。
在应用过程中,运维人员可以在设备运行状态下远程读取螺栓预紧力变化情况,从而直接获取结构真实受力状态。
这意味着主机系统不再只是通过振动信号间接判断健康状态,而是可以直接对关键连接点进行“结构级监测”。

(螺栓监测:风电主机内部连接 图源:摄图网)
通过长期数据积累,还可以对主轴连接、齿轮箱固定以及发电机结构连接进行趋势分析,实现预测性维护。
对于风电整机而言,这种能力本质上是在把“不可见的内部连接”,变成“可持续观测的结构状态”。


