基于变流器网侧电流的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。首先根据双馈风力发电机的数学模型和转子绕组故障模拟方法在电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)环境中建立转子绕组的故障模型,通过仿真分析出变流器网侧电流的故障特征频率;然后搭建双馈风力发电机的故障实验平台,并对不同运行状态和不同故障程度下的录波数据进行频谱分析,由此验证转子绕组故障时变流器网侧电流的特征频率,且当故障严重程度加剧时,故障特征频率的幅值会增大。     

计及转子变换器控制策略的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组的状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。通过仿真分析发现转子变换器不同控制策略对故障特征信号提取的影响,建立实验平台,并通过分析实验数据验证其正确性。首先,利用PSCAD软件建立双馈风力发电机转子绕组故障模型,其中转子变换器分别采用SVPWM矢量控制和滞环电流矢量控制,通过仿真分析,得出特征信号转子电压和转子电流进行诊断的适用范围;然后在动模实验室建立转子绕组故障诊断实验平台,考虑发电机变速及交变载荷的实际工况。最后,通过对特征信号进行频谱分析验证转子变换器控制策略对其的影响。     

基于DSP的风力发电机远程监测分析系统设计

为保证风力发电机可靠稳定运行,降低机组的维护成本,除从设计与制造层面提高产品质量外,最有效的办法是通过监测分析,掌握风力发电机的运行状态,通过有效的诊断,及时发现系统的故障并掌握导致故障的原因.本文设计了以DSP—TMS320F2812(简称F2812)为核心处理器,WG-8010GPRS DTU为远程传输媒介的风力发电机远程监测分析系统.采集的信号经F2812处理后,再利用GPRS无线传输模块发送到客户端,监控中心的人员利用时、频域数据进行特征提取和分析,得出设备的运行状态和潜在故障信息.该系统能实现对模拟信号、数字信号的采集和处理,并具有无线通信和大量数据的存储功能.测试表明本系统能够实现远程监测分析,并能正确地识别出故障.     

基于转子瞬时功率谱的双馈风力发电机定子绕组故障诊断

提出一种基于转子瞬时功率谱分析的双馈风力发电机定子绕组故障的在线监测与诊断新方法。理论分析表明,与常见的电流或电压谱诊断方法相比,转子瞬时功率谱法既具有无需外加传感器与硬件设备的优点,又由于其特征频率不受转差的影响,当转差存在一定的跟踪或计算误差时,特征频率不会改变,具有很强的抗干扰能力。在PSCAD软件中建立了双馈风力发电机并网模型,对正常及故障状态进行仿真分析,得出转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中更具敏感性的结论。在动模实验室建立了定子绕组故障诊断的实验平台,进一步证明了转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中的可行性。     

双馈风力发电机轴承的早期诊断

双馈风力发电机轴承的状态监测和早期故障诊断可以及时发现轴承故障,有效地降低风电场的运行和维护费用.首先用加速度传感器采集轴承振动信号,然后用两种方法进行特征信号分析:一是对信号进行经验模式分解,仅提取第一模态函数做Hilbert变换,从而根据包络图判断轴承的早期故障;二是对信号进行预处理,滤去与轴承故障无关的主要分量,再采用小波滤波器提取微弱的故障信号,进而根据故障指标的数值来判断.最后对这两种方法对比研究,试验结果表明,方法2可以更加有效地诊断出早期故障,具有一定的工程应用价值.     

风力发电机电刷滑环系统三维温度场分析与计算

电刷和滑环系统是风力发电机励磁系统的重要组成部分,但运行中时常出现过热现象,危害发电机安全运行,准确的热分析是电刷滑环系统结构优化、防止过热的前提。该文基于热电耦合方法对电刷滑环系统进行三维温度场分析。根据电刷滑环系统的运行特性,建立了同时考虑旋转摩擦生热、励磁电流生热和系统对流散热的热电耦合三维模型。在给出基本假设和边界条件的基础上,采用有限元法对三维热电场控制方程进行耦合计算,分析了电刷滑环系统的传热性能及各部件的温升分布,同时给出系统的电流密度矢量分布。然后,根据热电类比法,从“路”的角度建立了热分析模型,提出了运用基于复频域的拉普拉斯变换法求解热路方程组,并与仿真值进行对比分析,验证了热路法分析电刷滑环系统温度场的准确性和可行性。最后,给出相关结论,对电刷滑环系统结构优化和安全运行具有指导意义。