2.5MW风机增速箱动力学仿真研究

发布时间：2017-10-09 18:21

  本文关键词：2.5MW风机增速箱动力学仿真研究

  更多相关文章： 2.5MW风机齿轮箱 故障诊断 动力学分析 时频域分析

【摘要】：伴随着能源互联网发展、风电并网价格下调以及特高压输送能力增强,风力发电产业得到迅猛发展。风电机组组成部件的质量问题逐渐出现,风电运维市场也迎来了新的发展纪元。风机运维成本主要是对于传动系统、电控系统、偏航变桨系统等维护。统计数据显示风力发电机组故障发生率最高的部件便是齿轮箱,一旦齿轮箱发生故障,厂商不但需要承担高昂的更换费,而且在维护周期内发电量不能得到保障。增速箱是设置于叶轮和发电机之间的最常用的传动设备,本课题以风力发电机齿轮箱为研究对象,对其动力学特性进行系统的研究。论文首先分析了近几年国内外风电市场的增长趋势,讲解了机械故障诊断的发展历程和研究现状;详细说明了风机构成及各部件出现故障的原因、类型及特征。为了方便后续提取信号中的故障特征,阐述了故障信号诊断的有量纲时域参数和无量纲参数的理论知识。然后,针对齿轮箱啮合信号的紊杂情况,考虑到实际故障信号不易提取,采用虚拟样机技术装配对风机传动系统进行整体三维模型创建,分别讨论了在正常和极端断齿工况下的动力学仿真信号和理论信号的差异性;考虑到时域信号对故障特征反映不直接,而频域信号具有明显差异的特点,将动力学仿真软件仿真得到的信号与信号处理软件联合仿真,使用MATLAB软件编写基于短时傅立叶变换和希尔伯特-黄时频谱分析算法,通过时频谱综合分析实现齿轮箱故障诊断。具体实现过程是在单级行星轮系的故障得到充分分析的基础上,对2.5MW风机整机传动系统的啮合力进行了时频域分析。最终得出结论:仿真环境可以得到有效且准确的诊断结果,证明该方法具有很好的可行性。
【关键词】：2.5MW风机齿轮箱 故障诊断 动力学分析 时频域分析
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题研究背景7-9
• 1.2 国内外风机齿轮箱故障分析方法概述9-13
• 1.2.1 传统故障诊断技术11-12
• 1.2.2 智能故障诊断技术12-13
• 1.3 本课题研究意义和内容13-15
• 1.3.1 课题的现实意义13
• 1.3.2 课题研究内容13-15
• 第二章 风机的基本结构及故障类型15-23
• 2.1 风机工作原理15-16
• 2.2 风机基本构成16-18
• 2.3 风机故障类型18-21
• 2.4 齿轮啮合接触特点21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 风机齿轮箱系统模型建立23-30
• 3.1 齿轮箱零件参数设计23-25
• 3.2 齿轮传动系统建模25-27
• 3.3 齿轮传动系统装配27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 ADAMS中的模型运动学仿真30-44
• 4.1 引言30-31
• 4.2 ADAMS/View构建刚性仿真模型31-43
• 4.2.1 单级行星齿轮模型搭建32-34
• 4.2.2 单级行星轮系加约束模型34-36
• 4.2.3 单级行星轮系仿真结果分析36-40
• 4.2.4 三级传动增速箱仿真结果分析40-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 MATLAB软件时频域分析44-58
• 5.1 MATLAB软件功能简介44
• 5.2 时域信号分析方法44-47
• 5.3 频域分析算法介绍47-57
• 5.3.1 傅立叶变换(FT)48-50
• 5.3.2 短时傅立叶变换（STFT）50-52
• 5.3.3 希尔伯特黄变换 （Hilbert-Huang）52-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64-65

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本文编号：1001694