發(fā)布時(shí)間：2018-01-16 23:31

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組齒輪箱高速軸端滾動(dòng)軸承漏電流故障研究　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)力發(fā)電 深溝球軸承 電腐蝕 電-熱-應(yīng)力耦合 非線性動(dòng)力學(xué)

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電齒輪箱是風(fēng)電機(jī)組中的重要部件,需要承受無(wú)規(guī)律的載荷,尤其需要承受突發(fā)的劇烈沖擊載荷,因而對(duì)高速軸端軸承的可靠性提出了更高的要求。因此,有必要對(duì)軸承的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè),避免出現(xiàn)突發(fā)性故障。針對(duì)1.5-2MW風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)絕緣失效,造成發(fā)電機(jī)向齒輪箱高速軸端軸承漏電流,導(dǎo)致軸承滾道表面電腐蝕并產(chǎn)生了諸如點(diǎn)蝕、搓板紋等局部損傷。論文在對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行整機(jī)建模的基礎(chǔ)上,通過軸承熱阻網(wǎng)絡(luò)分析以及ANSYS Workbench軸承有限元電-熱-應(yīng)力耦合分析,研究變風(fēng)速下漏電流故障對(duì)軸承溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的影響。而后對(duì)軸承更換前后的SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。最后,軸承發(fā)生電腐蝕所產(chǎn)生搓板紋屬于局部損傷故障,建立軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型,研究滾動(dòng)軸承在正常運(yùn)行和局部損傷故障時(shí)的振動(dòng)特性。論文研究表明,對(duì)于2MW功率水平的風(fēng)電機(jī)組,電流放電作用(EDM)的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)不明顯。因此,電腐蝕故障對(duì)軸承的損傷更多的體現(xiàn)在其所產(chǎn)生的搓板紋對(duì)軸承機(jī)械性能的影響。當(dāng)軸承內(nèi)、外圈出現(xiàn)電腐蝕所導(dǎo)致的點(diǎn)蝕、凹坑和搓板紋等局部損傷時(shí),其振動(dòng)頻譜振幅極大值無(wú)周期性,整體振動(dòng)振幅增大,且故障頻譜譜峰顯著大于固有頻率的譜峰。因此,針對(duì)發(fā)電機(jī)漏電流所導(dǎo)致的齒輪箱高速端軸承電腐蝕故障,振動(dòng)頻譜監(jiān)測(cè)具有一定的可行性。
[Abstract]:Wind power gearbox is an important part of wind turbine, which needs to bear irregular load, especially sudden and violent impact load. Therefore, it is necessary to predict the running state of the bearing. In view of the failure of generator insulation of 1.5-2MW wind turbine, the leakage current of the generator to the high speed shaft end of the gearbox is caused, which results in the electric corrosion of the bearing raceway surface and such as pitting corrosion. The paper is based on the modeling of wind turbine unit. Through the analysis of the thermal resistance network of the bearing and the finite element electric-thermal-stress coupling analysis of the ANSYS Workbench bearing, the temperature field of the bearing caused by the leakage current fault under the variable wind speed is studied. The effect of stress field. Then the SCADA data before and after the replacement of the bearing are compared. Finally, the friction pattern caused by the electric corrosion of the bearing is a local damage fault. The nonlinear dynamic model of bearing-rotor system is established to study the vibration characteristics of rolling bearing in normal operation and local damage fault. The thermal effect of the current produced by the current discharge is not obvious. Therefore, the damage caused by the electric corrosion fault on the bearing is more reflected in the effect of the friction pattern on the mechanical properties of the bearing. When the pitting corrosion caused by electric corrosion occurs in the outer ring, the maximum amplitude of the vibration spectrum is not periodic, but the whole vibration amplitude increases when the pits and grooves are damaged locally. The frequency spectrum peak of the fault is obviously larger than the spectrum peak of the natural frequency. Therefore, it is feasible to monitor the vibration spectrum for the electrical corrosion fault of the gearbox bearing caused by the leakage current of the generator.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM315

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本文編號(hào)：1435338