基于小波變換的大型風(fēng)電機組故障診斷方法的研究
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【摘要】:近年來,能源危機日漸嚴(yán)重。風(fēng)能作為清潔的可再生資源,現(xiàn)已成為解決能源危機問題的首選。風(fēng)的不可控性和機組所處環(huán)境的惡劣導(dǎo)致了機組故障頻繁發(fā)生,嚴(yán)重影響到機組的可靠性運行,甚至造成災(zāi)難性損失。機組能否安全、正常的運行是提高機組可靠性的重要因素,故障診斷已成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的重點。因此,很有必要對大型風(fēng)電機組開展故障診斷的研究。本文以提高機組的可靠性為研究目的,以機組故障診斷的方法為研究重點,以小波變換為中心展開了對風(fēng)電機組的核心部件發(fā)電機、軸承的故障診斷的研究,研究了風(fēng)電機組軸承裂紋故障趨勢的預(yù)測。論文中主要做了以下幾個方面的工作:1.研究了風(fēng)電機組的結(jié)構(gòu)及常見的故障類型,并進行了故障機理的分析,基于ANSYS軸承的模態(tài)分析驗證了故障發(fā)生時頻率的變化范圍;2.研究了風(fēng)電機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障信號的提取,針對風(fēng)電機組故障早期時信號比較微弱、時變非平穩(wěn)等特點,選擇了采用小波包技術(shù),并以發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障為例驗證了小波包對微弱信號的較好的分析能力;3.研究了發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障的診斷,將定子電流作為分析對象進行了故障特征的提取,建立了對微弱故障反映敏感的頻率—能量分布關(guān)系,驗證了小波包能量分析在發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障中診斷的優(yōu)越性;4.進行了軸承裂紋故障趨勢的預(yù)測,深入地研究分析了小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過實例分析驗證了預(yù)測方法的精度較高,為風(fēng)場的機組維修提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:風(fēng)電機組 故障診斷 小波變換 小波包能量分析 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】:上海電機學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TM315
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 緒論11-19
- 1.1 選題的背景及意義11-14
- 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀14-17
- 1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀15-16
- 1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀16-17
- 1.3 課題來源17
- 1.4 論文的工作安排及各章節(jié)主要內(nèi)容17-19
- 第二章 風(fēng)電機組的結(jié)構(gòu)以及常見故障類型19-30
- 2.1 引言19
- 2.2 風(fēng)電機組的結(jié)構(gòu)19-21
- 2.3 風(fēng)電機組的故障類型21-25
- 2.3.1 葉片故障22-23
- 2.3.2 發(fā)電機故障23-24
- 2.3.3 齒輪箱故障24-25
- 2.4 軸承的三維建模分析25-29
- 2.5 本章小結(jié)29-30
- 第三章 基于小波包的發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障特征的提取30-45
- 3.1 引言30
- 3.2 發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障的分析30-32
- 3.3 發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障特征的提取32-44
- 3.3.1 快速傅里葉變換33-36
- 3.3.2 自適應(yīng)濾波法36-39
- 3.3.3 小波包變換39-44
- 3.4 本章小結(jié)44-45
- 第四章 基于小波包能量分析的發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條故障診斷45-55
- 4.1 引言45
- 4.2 小波包能量分析45-46
- 4.3 發(fā)電機轉(zhuǎn)子斷條的故障診斷46-54
- 4.3.1 定子電流的仿真46-48
- 4.3.2 轉(zhuǎn)子斷條故障電流的快速傅里葉分析48
- 4.3.3 轉(zhuǎn)子斷條故障的小波包能量分析48-54
- 4.4 本章小結(jié)54-55
- 第五章 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機組軸承故障裂紋的趨勢預(yù)測55-72
- 5.1 引言55
- 5.2 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理及結(jié)構(gòu)55-65
- 5.2.1 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理56-57
- 5.2.2 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)57-61
- 5.2.3 小波基波選擇的標(biāo)準(zhǔn)61-65
- 5.3 預(yù)測模型的建立65-68
- 5.4 故障預(yù)測的實例分析68-71
- 5.5 本章小結(jié)71-72
- 第六章 總結(jié)與展望72-74
- 6.1 總結(jié)72
- 6.2 展望72-74
- 參考文獻74-80
- 致謝80-81
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果81
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4 李t
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