风电机组传动链故障诊断及其主要部件的寿命分析

发布时间：2017-10-13 21:51

  本文关键词：风电机组传动链故障诊断及其主要部件的寿命分析

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【摘要】：随着风电机组装机容量日益增加,风电场的运营维护越来越受到重视,风力发电机组在线状态监测及寿命预测系统的应用能够有效的减少机组的维护成本,提高风力发电的经济效益。本文以风力发电机组为研究对象,重点探讨了利用风力发电机组振动监测数据来对风电机组进行状态评价的方法,分析了风电机组的故障形式及其振动特征,判断故障程度及关键部件的寿命预测,为开发风力发电机组在线状态监测系统提供技术支持。 本文针对风力发电机组的传动链,探讨了风力发电机的工作原理及其结构,并通过pro/E三维软件建立了风电机组的三维模型；对风电机组传动链的常见故障及其振动特征做了详细的分类和分析。根据现场测试和数据处理经验,给出了振动标准的选用原则,并系统介绍了VDl3834标准；根据现场风机在线监测系统的安装调试经验,总结了传感器选择的一般原则,并对传感器安装的步骤和注意事项作了总结；根据以上内容,确立了制定风电机组振动测试方案的一般方法,并以南车某型号风电机组为例,列出了此型号风电机组的测点布置方案。对常用的振动数据处理方法作了总结和讲解,并对风力发电机组传动链关键部件的特征频率的计算方法进行了描述,提出了建立特征频率数据库的方法,并以两种结构的齿轮型为例建立了详细的数据库：对四种不同传动链结构的齿轮箱进行了现场数据测试,应用北京威锐达测控系统有限公司开发的数据分析软件对数据进行了详细的分析和处理,得出了风电机组可能故障及其处理意见,并总结了以VDl3834为标准的数据处理的方法和步骤。 针对风电机组的疲劳寿命,提出了风电机组寿命预测的曲线拟合法,大胆的将曲线拟合的思想应用到风电机组零部件的寿命预测中,并提出了零部件剩余寿命的预报管理流程；以风力发电机组发电机驱动端轴承为例,介绍了零部件理论剩余寿命的计算方法,编制了曲线拟合的matlab程序,对现场监测的信号进行数据曲线拟合,得出测试风电机组的剩余寿命,并与计算的轴承理论寿命进行比较,分析了两个结果相差较大的原因,为以后风电机组在线监测系统嵌入寿命预测模块提供了方法支持。
【关键词】：风电机组 风电机组在线状态监测 振动分析 故障诊断 振动测试方案 曲线拟合法 寿命预测
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题背景、研究目的及意义11-13
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究目的及意义12-13
• 1.2 风电机组的故障监测技术研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 风电机组寿命预测研究现状15-16
• 1.4 主要研究内容16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 风电机组各部件的振动分析及故障类型17-24
• 2.1 风力发电机组的工作原理及其结构17-19
• 2.1.1 风电机组的工作原理17
• 2.1.2 风电机组传动链的结构17-19
• 2.2 机械振动原理19-20
• 2.2.1 机械振动19-20
• 2.2.2 振动产生的原因20
• 2.3 风力发电机组常见故障及其振动分析20-23
• 2.3.1 转子系统故障及其振动特征21-22
• 2.3.2 齿轮故障及其振动特征22-23
• 2.3.3 支承部件松动及其振动特征23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 风电机组传动链的振动测试方案制定24-43
• 3.1 振动标准的选用24-32
• 3.1.1 量值、量标的选用24-25
• 3.1.2 振动标准25-32
• 3.2 传感器32-39
• 3.2.1 振动测试常用传感器的种类和选择原则32-33
• 3.2.2 传感器的安装33-39
• 3.3 确定振动测试方案39-42
• 3.3.1 确定测点和传感器39-41
• 3.3.2 采集参数及数据采集方式41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 风电机组传动链振动数据的处理与分析43-81
• 4.1 常用的振动数据分析法43-46
• 4.1.1 振动的统计分析法43
• 4.1.2 振动的时域分析法43-44
• 4.1.3 振动的频域分析法44-45
• 4.1.4 振动的时频域法45-46
• 4.2 传动链各部件的故障频率计算46-49
• 4.2.1 滚动轴承的频率计算方法46-47
• 4.2.2 齿轮的频率计算方法47-49
• 4.3 风电机组传动链故障数据分析49-80
• 4.3.1 第一种结构的风电机组传动链故障数据分析50-58
• 4.3.2 第二种结构的风电机组传动链故障数据分析58-63
• 4.3.3 第三种结构的风电机组传动链故障数据分析63-73
• 4.3.4 第四种结构的风电机组传动链故障数据分析73-80
• 4.4 本章小结80-81
• 第5章 风电机组传动链主要部件的寿命分析81-93
• 5.1 疲劳失效理论81-83
• 5.1.1 疲劳强度81-82
• 5.1.2 疲劳强度影响因素82-83
• 5.1.3 疲劳积累损伤83
• 5.2 曲线拟合寿命预测法83-85
• 5.2.1 曲线拟合寿命预测法的原理83-84
• 5.2.2 曲线拟合法对风电机组部件的剩余寿命预报管理84-85
• 5.3 曲线拟合法应用举例85-92
• 5.3.1 轴承的理论寿命计算85-88
• 5.3.2 轴承寿命的曲线拟合分析88-91
• 5.3.3 理论寿命与预测寿命分析91-92
• 5.4 本章小结92-93
• 第6章 结论和展望93-96
• 6.1 结论93-94
• 6.1.1 全文总结93-94
• 6.1.2 论文主要创新点94
• 6.2 展望94-96
• 参考文献96-99
• 攻读硕士学位期间发表的论文99-100
• 致谢100

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李建林;;风电功率预测技术[J];变频器世界;2010年01期

2 刘宇;谭伟;闻婧;;大型双馈风力发电机振动特性分析与故障诊断[J];风机技术;2012年04期

3 汪洋;;发电厂风机状态趋势分析与寿命预测[J];湖北电力;2006年04期

4 袁熙;李舜酩;;疲劳寿命预测方法的研究现状与发展[J];航空制造技术;2005年12期

5 孙文迪;陈满儒;;基于可靠性理论的风电机组偏航轴承寿命预测[J];制造业自动化;2011年05期

6 潘紫微,吴超英;基于神经网络的多特征和多步轴承寿命预测方法[J];机械科学与技术;1999年04期

7 姚兴佳;王士荣;董丽萍;;风力发电技术讲座(二) 风力机的工作原理[J];可再生能源;2006年02期

8 韩茂祥,姚鲁群;航空发动机主轴轴承使用寿命的概率分布与可靠性分析[J];南京理工大学学报(自然科学版);2002年05期

9 任玉亭;;振动监测技术在风力发电机组的应用[J];内蒙古电力技术;2010年02期

10 温诗铸;从弹流润滑到薄膜润滑——润滑理论研究的新领域[J];润滑与密封;1993年06期

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本文编号：1027282