風(fēng)力發(fā)電隨著傳統(tǒng)能源的日趨緊張和新能源的興起而備受世界各國(guó)重視,較其他的綠色能源,風(fēng)電具有資源限制少、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好等優(yōu)點(diǎn),在墨西哥灣石油泄漏和日本核危機(jī)的背景下風(fēng)電必將得到更大的發(fā)展。風(fēng)電總裝機(jī)量得到快速發(fā)展的同時(shí),其單機(jī)容量和成本也在不斷加大,如何對(duì)風(fēng)機(jī)這樣昂貴的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù)逐漸成為新的關(guān)注點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多工作在環(huán)境十分惡劣的條件下,容易產(chǎn)生故障,其中造成停機(jī)時(shí)間最長(zhǎng)的故障就是齒輪箱故障,出于風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性和高效性的考慮,有必要為風(fēng)機(jī)齒輪箱研制一套故障診斷系統(tǒng)。本文在實(shí)驗(yàn)室條件下針對(duì)風(fēng)機(jī)齒輪箱開發(fā)了一套基于嵌入式平臺(tái)sbRIO的在線監(jiān)測(cè)和故障診斷原型系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)特殊性決定了其監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)也具有一定特殊性。面對(duì)實(shí)時(shí)變化的風(fēng)速,普通的故障信號(hào)處理方法無(wú)法滿足非穩(wěn)態(tài)信號(hào)的分析要求,本文研究了階次分析方法如何降低速度波動(dòng)帶來(lái)的影響從而可以在變速過(guò)程中有效地實(shí)現(xiàn)故障特征提取,同時(shí)在該平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)了階次分析方法并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了階次分析相對(duì)于包絡(luò)功率譜分析等傳統(tǒng)信號(hào)分析方法更適合于風(fēng)機(jī)齒輪箱的非穩(wěn)態(tài)信號(hào)分析。支持向量機(jī)方法因其具有樣本數(shù)量少且泛化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),適用于風(fēng)機(jī)齒輪箱的故障診斷系統(tǒng)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

總體設(shè)計(jì)方案框架圖

圖 2 2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 2 Structure of wind turbine風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)速一般為 10r/m 到 20r/m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到發(fā)求，這樣就需要通過(guò)增速齒輪箱將主軸的低轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)發(fā)速，增速齒輪箱內(nèi)部是由一系列輪系組成的多級(jí)增速機(jī)構(gòu)，一般齒輪系和兩到三級(jí)的平行軸系，低速輸入級(jí)采用行星齒輪傳動(dòng)，體積小、承載能力大并能降低由風(fēng)速和風(fēng)向的變化帶來(lái)的齒輪箱優(yōu)點(diǎn)，高速輸出級(jí)采用平行齒輪系，行星輪系配合平行齒輪系可構(gòu)緊湊，減小機(jī)頭和齒輪箱的體積，在較小的空間下實(shí)現(xiàn)較大的受較大的軸向和徑向力。齒輪箱典型結(jié)構(gòu)如圖 2 3[24]，Z2 為太陽(yáng)輪，Z4 為與齒輪箱一體的內(nèi)齒圈，太陽(yáng)輪 Z2 和行星輪 Z3、Z，Z6 和 Z5 構(gòu)成平行齒輪系一級(jí)加速，Z7 和 Z8 構(gòu)成平行齒輪系輪箱經(jīng)過(guò)一級(jí)行星輪系和兩級(jí)平行軸輪系升速后，可以將主軸的大的倍數(shù)供發(fā)電機(jī)發(fā)電，框線以內(nèi)部分為最后一級(jí)加速，其速度故障，故本實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬該部分。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文想的方法是直接監(jiān)控里面的軸承和齒輪，在實(shí)際風(fēng)力發(fā)電機(jī)當(dāng)中，由于結(jié)工作環(huán)境的制約，軸承和齒輪的信號(hào)無(wú)法直接測(cè)得，傳感器只能安裝在齒上，對(duì)于一個(gè)擁有一級(jí)行星輪系和兩級(jí)平行輪系齒輪箱，輸入軸的軸承的信號(hào)可以反映第一級(jí)行星輪系的狀態(tài)，輸出軸的軸承的振動(dòng)信號(hào)可以反映級(jí)輪系的狀態(tài)，為能夠監(jiān)控第二級(jí)齒輪系和行星齒輪的狀態(tài)，還需要采集輪和中間軸軸承的振動(dòng)信號(hào)[23]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中組合風(fēng)速的建模及仿真[J]. 魏毅立,韓素賢,時(shí)盛志.  可再生能源. 2010(02)
[2]美國(guó)2008年度風(fēng)能產(chǎn)業(yè)報(bào)告[J]. American Wind Energy Association(American Wind Energy Association,1501 M Street,NW,Suite 1000,Washington 20005,U.S.).  山西能源與節(jié)能. 2009(05)
[3]變速風(fēng)力機(jī)的建模與仿真[J]. 郭永麗,吳健,溫步瀛,江岳文.  福建電力與電工. 2008(03)
[4]基于過(guò)程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的航天器非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)時(shí)頻分析[J]. 楊海,程偉,楚麗妍.  振動(dòng)與沖擊. 2008(01)
[5]基于階次跟蹤與偽魏格納分布的齒輪故障診斷[J]. 康海英,欒軍英,鄭海起,崔清斌.  振動(dòng)、測(cè)試與診斷. 2007(03)
[6]階次包絡(luò)譜在軸承故障診斷中的應(yīng)用[J]. 李輝,鄭海起,唐力偉.  機(jī)械強(qiáng)度. 2007(03)
[7]具有數(shù)據(jù)挖掘功能的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)[J]. 唐國(guó)紅.  儀器儀表用戶. 2007(01)
[8]混合診斷法在齒輪故障診斷中的應(yīng)用[J]. 袁佳勝,馮志華.  工程機(jī)械. 2006(10)
[9]中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J]. 李永東.  電氣時(shí)代. 2006(03)
[10]工程機(jī)械故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 簡(jiǎn)小剛,張艷偉,馮躍.  中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào). 2005(04)

碩士論文
[1]雙饋感應(yīng)調(diào)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究[D]. 齊曉軍.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2008
[2]600KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障診斷[D]. 唐新安.新疆大學(xué) 2006
[3]變頻調(diào)速異步電機(jī)模擬風(fēng)輪輸出特性的設(shè)計(jì)與研究[D]. 楚崢.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3288507