隨著石油、煤炭等資源的持續(xù)性短缺,風能由于其豐富性、可持續(xù)性、無污染等多重優(yōu)勢受到了重視,風機單機裝機容量的逐步提高和風機發(fā)電的惡劣環(huán)境對風機可持續(xù)性發(fā)電和維修提出更高的要求,故本文針對風機齒輪箱中滾動軸承和齒輪的故障監(jiān)測方法進行了探討,主要工作包括:(1)梳理近年世界風電發(fā)展趨勢,分析瑞典等國的風電監(jiān)測數(shù)據,與國內某風電場連續(xù)兩年搜集到的故障數(shù)據進行對比,分析出風機各部件故障比率,從中發(fā)現(xiàn)零件故障規(guī)律,得到齒輪箱在線故障監(jiān)測的意義。筆者同時歸納風電機組齒輪箱故障監(jiān)測常用方法,分析各自方法的優(yōu)缺點,展望各種方法發(fā)展趨勢。(2)簡單介紹齒輪箱的結構和其在發(fā)電中發(fā)揮的作用,對齒輪箱中的齒輪和滾動軸承的故障分析了原因和振動機理,并給出各種故障形式所對應的振動頻率計算公式,為后續(xù)的滾動軸承和齒輪的故障診斷給出理論依據。(3)針對風機軸承早期故障特征微弱,不易被及時發(fā)現(xiàn)的問題,筆者利用變分模態(tài)分解方法和雙譜分析方法處理滾動軸承早期故障信號,可以從信噪比較低的原始信號中分析出明顯的故障特征分量,同時,為了進一步突出信號的故障特征頻率,筆者利用Teager能量算子的特點結合變分模態(tài)分解提出方法,對張家口某風電場現(xiàn)場數(shù)據進行故障分析,仿真和實驗結果均證明了兩種方法的有效性。(4)針對齒輪產生的振動包含一定的高頻噪聲、集合經驗模態(tài)函數(shù)參數(shù)需要人工干預的問題,筆者提出一種融合集合經驗模態(tài)分析和主元分析的風機齒輪信號降噪及性能退化評估方法,將齒輪失效前一段信號等分為幾段,對每一段信號進行集合經驗模態(tài)分解,用主元分析比較個信號分量在整個齒輪壽命周期中的變化趨勢,選取最能反映齒輪性能退化的部分分量進行信號重構以實現(xiàn)降噪,再用主元分析對重構信號進行處理,用連續(xù)平方預測誤差反映信號在整個壽命周期中的變化趨勢,從而實現(xiàn)齒輪箱故障在線監(jiān)測。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH132.41;TM315
【部分圖文】：

圖 1-1 2016 年-2020 年世界風電市場發(fā)展情況預測的先進性和地理位置的優(yōu)越性等多方面因素使得歐洲和美洲成為了風電發(fā)展最其是歐洲的瑞典德國等國家，自 1990 年代起便大力發(fā)展風電，風電市場一直穩(wěn)亞洲各國對風電及清潔能源重視程度日益加強，亞洲風電也呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢，發(fā)展主要力量已經轉移到以中國為首的亞洲地區(qū)，如圖 1-2 所示， 2007-2015

圖 1-4 Elfork 公司統(tǒng)計各子系統(tǒng)故障次數(shù)所占比例內的風電目前由于剛剛經歷了野蠻生長期，一直在對機組實時監(jiān)測的工作進行的風電，所以只取到了來自張家口某風電公司,共 3 個風電場合計 123 臺風機 2014 年整年年前 10 個月的運行記錄。雖然兩年的監(jiān)測數(shù)據較為短暫,但大部分數(shù)據在機組運行了后開始統(tǒng)計,這些故障數(shù)據也能反映出一些問題。表 1-2 為 2014 和 2015 年故障運行

風機齒輪斷齒圖

【參考文獻】

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本文編號：2822586