变工况特性下的风电轴承早期故障诊断方法

针对风电机组运行环境极端恶劣和运行工况复杂多变造成的故障特征无法准确、及时捕捉的特点,提出基于IMF(Intrinsic Mode Function)分量优化选取和Hilbert谱分析的风电轴承早期故障诊断方法。首先利用阶比重采样技术将时域非平稳信号转换为角域平稳或准平稳信号;然后对角域信号进行EMD(Empirical Mode Decomposition)分解,利用互相关准则和峭度准则选取IMF分量,重构角域信号;最后,采用希尔伯特变换对重构信号进行处理,得到边际谱。通过试验仿真验证了该方法的有效性。     

变工况下给水泵转速应达值的确定

通过对主机变工况[1]运行的研究,确定给水泵的出口压力[2],从而确定给水泵的最优扬程.以水泵的最优扬程与主机负荷确定给水泵的转速应迭值.该计算方法为给水泵的调速提供了数值上的依据,对提高给水泵的效率有实际意义.     

基于COT-SSD的变转速滚动轴承微弱故障诊断

针对背景噪声干扰及转速波动工况下滚动轴承微弱故障识别困难这一问题,提出一种结合计算阶次追踪(COT)和奇异谱分解(SSD)的新型诊断方法。利用COT算法对采集的原始时域信号进行等角度重采样,继而利用SSD算法对重采样角域信号进行处理,通过自适应构建的轨迹矩阵的奇异值分解重组,将角域信号从高频至低频分解为若干个奇异谱分量,利用融合峭度指标筛选最佳奇异谱分量,选定最佳分量后对其进行进一步的包络解调运算,最终通过分析包络阶次谱中幅值突出的成分来准确判定滚动轴承运行状态。滚动轴承内外圈故障实测信号分析结果表明,所提方法能够有效提取出变速工况下滚动轴承的微弱故障特征信息。     

一种变转速电机转子-轴承系统故障智能诊断方法

针对变转速工况下电机转子-轴承系统的故障数据复杂和特征较难提取,提出一种角域重采样联合小波包去噪的时变信号处理方法和一种改进卷积神经网络。首先,利用角域重采样将时变信号变换为角域信号,再使用小波包软阈值法对信号进行去噪,去噪后信号作为深度学习模型输入;同时提出一种改进的第一层宽卷积核深度卷积神经网络,从卷积层、dropout和AdaBN等方面对故障诊断模型进行优化。基于自建实验平台开展正常、轴承故障、转子不平衡和转子弯曲4种状态下电机从0至1 800 r/min加速工况的模型训练,准确率均达到99%以上。在模型测试中,采用高斯白噪声、色噪声和随机均匀分布噪声并以单一和混合方式添加至测试集中,对7种加噪数据进行模型评估。结果表明,在噪声强度大于信号强度情况下,7种噪声的准确率均在76%以上;在噪声强度等于信号强度情况下,准确率均在84%以上;在噪声强度小于信号强度的情况下,准确率均在88%以上,证明所提方法具有强的抗噪性和鲁棒性。     

基于DMD和改进胶囊网络的变工况轴承故障诊断方法

针对轴承单一传感器所测数据存在不全面性和简单利用多传感器数据造成数据过多的问题,引入动态模态分解(DMD)的信号分解方法,将多传感器信号分解为多个模态,并提出利用能量值最大的模态对原始信号进行重构;针对变工况的问题,首先引入含有矢量神经元的胶囊网络(CN),然后提出在胶囊网络中加入转置卷积,构建改进的胶囊网络模型(ICN)充分提取输入数据的空间信息,对故障特征进行智能识别。基于DMD和ICN的轴承故障诊断方法既可以利用多传感器信号,同时也不会造成数据冗余;此外,ICN可以充分提取不同数据的空间信息,并通过动态路由算法计算胶囊层的相关度,实现在变工况下对轴承故障的精确诊断。实验结果表明,基于DMD和ICN模型的轴承智能故障诊断方法,比传统卷积神经网络(CNN)和未改进的胶囊网络具备更强的变工况故障诊断能力。     

变参数模型参考自适应转速估计方法研究

针对常规的模型参考自适应(MRAS)转速估计系统存在收敛速度慢、低速估计误差大的缺点,提出了一种变参数模型参考自适应的转速估计系统,介绍了该系统的结构、设计方法及控制系统的建模等,并采用Matlab工具箱对基于变参数模型参考自适应的转速估计系统进行了仿真。仿真结果表明,该估计系统能有效提高收敛速度、减小低速估计误差。     

变工况轴承的联合分布适应迁移故障诊断

针对传统的机器学习算法在变工况条件下的轴承故障分类中诊断率低的问题,提出了基于联合分布适应(JDA)算法与K-最近邻(KNN)分类算法相结合的轴承故障诊断方法.首先该方法通过提取不同工况下的轴承故障信号的时域特征分别作为源域样本和目标域样本,并通过Fisher线性判别分析(FLDA)方法计算各个特征所占权重.然后将权重...     

瞬态变工况下电厂燃气轮机气路故障诊断方法研究

为避免失修和过修,提高电厂燃气轮机可靠性和可用性,降低运维成本,确保其安全稳定、绿色高效运行,提出了一种适用于瞬态变工况且包含可变几何压气机的电厂燃气轮机气路故障诊断方法。推导了压气机IGV开度变化对压气机流量特性线和效率特性线的影响数学关系式,建立了以燃气轮机性能分析与气路故障诊断为目的高精度燃气轮机热力模型,并提出了适用于瞬态变工况且包含可变几何的电厂燃气轮机气路故障诊断策略。通过现场实际机组运行测试,验证了所提出的方法具有良好的诊断准确性与实时性,实现了在瞬态变工况下的故障辨识。     

变转速抽蓄交流励磁控制研究

不同于传统的静态励磁系统,交流励磁系统的励磁电流是三相正弦,因此可以通过调节励磁电流的相位和频率来适应机组负载和转速的变化。这种拥有良好调节特性的励磁系统应用于变转速抽蓄机组,用于平抑电网波动,取得了良好的经济效益。本文分析了交流励磁的原理,并进行了仿真研究。     

变速变负载无轴承永磁同步发电机悬浮力及发电性能研究

针对普通发电机轴承磨损严重的问题,提出一种无轴承永磁同步发电机。首先分析了无轴承永磁同步发电机的悬浮原理和发电原理;其次,推导了感应电压表达式,利用麦克斯韦张量法建立悬浮力和电磁转矩的数学模型并验证其正确性;再次,运用参数化分析法设计并优化了发电机结构,仿真结果验证了发电机具有良好的悬浮力和电磁性能;另外,将设计的样机进行试验,验证了该发电机具有良好的动态性能;最后针对发电机常见的变速、变负载的问题,基于有限元仿真分析了其对发电机运行性能的影响。仿真结果说明该发电机在特殊工况下具有良好的悬浮性能。研究表明提出的新型发电机具有良好的动静态性能可以稳定运行。     

变频调速展望

变频调速,特别是变频调速技术的发展,已使世界范围内的电气传导动控制领域发生了根本性的变革。它是计算机控制技术,智能控制技术（种非线性控制）、光电技术、电力电子技术、,甚至冷却技术的综合产物。从交流调速的发展过程,基本原理,主电路形式,电压等级、应用情况,以及发展趋势等作一个全面的概述,同时还讨论了有关控制和电路的主要优点和不足。     

ATV61 变频器在恒压供水中的应用

采用变频调速技术的恒压供水设备以其节能,安全、高品质的供水质量等优点,使我国供水行业的技术装备水平经历了一次飞跃.恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,从而保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统.在实际应用中得到了很大的发展.     

车用永磁同步电机极限变工况温升特性

为了研究电动汽车在极限行驶时,车用永磁同步电机的温度分布和变化规律,提出一种极限变工况的概念。建立了电机全域温度场计算模型,采用有限元法计算了该电机在单工况下的三维温度场,并通过与台架试验数据对比,验证了仿真模型和计算结果的准确性;再对样机在极限变工况下运行时进行温度场仿真计算,得到了电机在极限变工况下的温升特性。     

风力发电机及其相关技术

综述了风力发电机及其相关技术。从运行方式、功率及速度调节方式、并网技术和系统结构等方面分析了风力发电机的技术特点,并对风力发电机进行了展望。     

单片机控制的变频调速给水系统设计

本文提出了一种变频调速给水系统方案。该系统无需水塔、高位水箱或压力罐，根据供水管网用水量的变化，自动调节供水泵的转速和台数，使供水管网始终保持恒定的设定压力和所需流量，高效节能。     

基于自适应SA-PSO改进的XGBoost气温预测方法

提出了一种SA-PSO-XGBoost预测模型,基于2016年1月1日~2017年12月31日的ECMWF气象数据,用于预测南京地区6 h后的气温。将气象数据分为训练集和测试集,使用PCA降维方法对气象数据特征进行压缩降维,然后应用模拟退火和粒子群优化混合算法对XGBoost模型的超参数进行优化,并将测试集数据带入到SA-PSO-XGBoost、XGBoost、GRU和LSTM神经网络进行对比分析,实验结果表明：SA-PSO-XGBoost预测6 h后的温度模型有更高的准确性和鲁棒性。     

基于自适应观测器的感应电动机矢量控制研究

对基于全阶自适应观测器的感应电动机无速度传感器矢量控制系统进行了研究.首先利用Popov超稳定理论分析出自适应观测器不稳定工作区域与其反馈增益矩阵有直接关系;在此基础上应用Kalman滤波理论优化设计反馈增益,并分析证明所设计的增益能够保证系统工作于稳定区.其次基于d-q系下电机动态模型,采用速度环变论域模糊控制和电流环前馈解耦控制,增强控制系统对外界干扰的适应能力.数字仿真试验验证了所设计的自适应观测器性能良好,鲁棒性强.     

变频器新应用——变速抽水蓄能水电机组

抽水发电机组是既能抽水又能发电的水电装备,主要用于抽水蓄能电站,也用于调水工程,常规机组恒速运行.为提高电能调控的快速性和灵活性,扩展水轮机运行范围和提高效率,随着变频技术发展,越来越多的机组改为变速运行.介绍了变速运行的优点以及两种变速方案和它们的变频器,阐述了两种变速运行的控制策略.     

基于GASA策略的交流变频调速系统模型辨识研究

针对交流变频调速系统,探讨了应用智能优化算法实验建模方法。变频器直接驱动异步电动机的开环调速系统存在调速性能差的问题,需要速度闭环。系统用西门子变频器作为功率驱动组件,单片机参与决策,构成一种实用的闭环控制系统。应用遗传算法和模拟退火算法构造一类GASA混合优化策略,辨识表征系统动力学特性的数学模型。实验结果证明了混合优化策略的优越性,并提供了变频调速系统模型实验辨识的新途径。     

双馈式风电机组机网扭振的建模与仿真

建立了双馈式风力机组机网扭振的小信号分析模型,包括风力机的机械旋转系统模型、发电机模型、控制模型及电网模型.其中机械旋转系统包括风力机的桨叶、高速轴、齿轮箱、低速轴和发电机转子,等效为三个集中质量块-弹簧模型;发电机、电网及控制模型均在 dq 坐标系下建立.推导了整个模型的状态方程.在电磁暂态仿真软件 EMTP 中建立...