本文關(guān)鍵詞：2.5MW風(fēng)機(jī)增速箱動(dòng)力學(xué)仿真研究

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【摘要】：伴隨著能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、風(fēng)電并網(wǎng)價(jià)格下調(diào)以及特高壓輸送能力增強(qiáng),風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。風(fēng)電機(jī)組組成部件的質(zhì)量問題逐漸出現(xiàn),風(fēng)電運(yùn)維市場(chǎng)也迎來了新的發(fā)展紀(jì)元。風(fēng)機(jī)運(yùn)維成本主要是對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、偏航變槳系統(tǒng)等維護(hù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障發(fā)生率最高的部件便是齒輪箱,一旦齒輪箱發(fā)生故障,廠商不但需要承擔(dān)高昂的更換費(fèi),而且在維護(hù)周期內(nèi)發(fā)電量不能得到保障。增速箱是設(shè)置于葉輪和發(fā)電機(jī)之間的最常用的傳動(dòng)設(shè)備,本課題以風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱為研究對(duì)象,對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究。論文首先分析了近幾年國(guó)內(nèi)外風(fēng)電市場(chǎng)的增長(zhǎng)趨勢(shì),講解了機(jī)械故障診斷的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀;詳細(xì)說明了風(fēng)機(jī)構(gòu)成及各部件出現(xiàn)故障的原因、類型及特征。為了方便后續(xù)提取信號(hào)中的故障特征,闡述了故障信號(hào)診斷的有量綱時(shí)域參數(shù)和無量綱參數(shù)的理論知識(shí)。然后,針對(duì)齒輪箱嚙合信號(hào)的紊雜情況,考慮到實(shí)際故障信號(hào)不易提取,采用虛擬樣機(jī)技術(shù)裝配對(duì)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行整體三維模型創(chuàng)建,分別討論了在正常和極端斷齒工況下的動(dòng)力學(xué)仿真信號(hào)和理論信號(hào)的差異性;考慮到時(shí)域信號(hào)對(duì)故障特征反映不直接,而頻域信號(hào)具有明顯差異的特點(diǎn),將動(dòng)力學(xué)仿真軟件仿真得到的信號(hào)與信號(hào)處理軟件聯(lián)合仿真,使用MATLAB軟件編寫基于短時(shí)傅立葉變換和希爾伯特-黃時(shí)頻譜分析算法,通過時(shí)頻譜綜合分析實(shí)現(xiàn)齒輪箱故障診斷。具體實(shí)現(xiàn)過程是在單級(jí)行星輪系的故障得到充分分析的基礎(chǔ)上,對(duì)2.5MW風(fēng)機(jī)整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的嚙合力進(jìn)行了時(shí)頻域分析。最終得出結(jié)論:仿真環(huán)境可以得到有效且準(zhǔn)確的診斷結(jié)果,證明該方法具有很好的可行性。
【關(guān)鍵詞】：2.5MW風(fēng)機(jī)齒輪箱 故障診斷 動(dòng)力學(xué)分析 時(shí)頻域分析
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 課題研究背景7-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)齒輪箱故障分析方法概述9-13
• 1.2.1 傳統(tǒng)故障診斷技術(shù)11-12
• 1.2.2 智能故障診斷技術(shù)12-13
• 1.3 本課題研究意義和內(nèi)容13-15
• 1.3.1 課題的現(xiàn)實(shí)意義13
• 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及故障類型15-23
• 2.1 風(fēng)機(jī)工作原理15-16
• 2.2 風(fēng)機(jī)基本構(gòu)成16-18
• 2.3 風(fēng)機(jī)故障類型18-21
• 2.4 齒輪嚙合接觸特點(diǎn)21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 風(fēng)機(jī)齒輪箱系統(tǒng)模型建立23-30
• 3.1 齒輪箱零件參數(shù)設(shè)計(jì)23-25
• 3.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)建模25-27
• 3.3 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)裝配27-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第四章 ADAMS中的模型運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真30-44
• 4.1 引言30-31
• 4.2 ADAMS/View構(gòu)建剛性仿真模型31-43
• 4.2.1 單級(jí)行星齒輪模型搭建32-34
• 4.2.2 單級(jí)行星輪系加約束模型34-36
• 4.2.3 單級(jí)行星輪系仿真結(jié)果分析36-40
• 4.2.4 三級(jí)傳動(dòng)增速箱仿真結(jié)果分析40-43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 第五章 MATLAB軟件時(shí)頻域分析44-58
• 5.1 MATLAB軟件功能簡(jiǎn)介44
• 5.2 時(shí)域信號(hào)分析方法44-47
• 5.3 頻域分析算法介紹47-57
• 5.3.1 傅立葉變換(FT)48-50
• 5.3.2 短時(shí)傅立葉變換（STFT）50-52
• 5.3.3 希爾伯特黃變換 （Hilbert-Huang）52-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64-65

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