大型风电机组电机驱动型主动偏航系统故障诊断技术概述

在分析风电机组偏航系统结构特点的基础上,综述了电机驱动型主动偏航系统的故障类型及对应的故障机理、常用的故障诊断技术与方法的研究进展。经过文献分析发现,大功率风电机组电机驱动型主动偏航系统故障诊断技术的研究主要集中在大数据平台研究、多传感器信息融合技术开发等热点领域。未来,风电机组偏航系统故障诊断技术研究将以成本较低的基于SCADA系统的数据深度挖掘为发展方向。     

基于模型的风电机组偏航系统故障检测方法

提出基于模型的风电机组偏航系统故障检测方法。首先以永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)作为偏航驱动电机,建立包含电流环、转速环和位置环的三闭环偏航伺服系统的动态模型;然后将实际偏航系统的传感器采集量与所建模型对应状态量的输出进行比较得到残差,并将相应状态变量的残差作为故障检测变量;接着利用过程统计控制理论定义阈值作为偏航系统故障检测的判定准则;最后通过Matlab/Simulink仿真平台模拟3种典型故障:偏航系统传动机构卡死、驱动电机故障和传感器故障。仿真结果验证所提方法的有效性。     

数据驱动风电机组偏航误差在线智能识别研究

针对不同风速下风向仪动态特性、风轮尾流、风向仪安装误差等因素导致的风电机组偏航误差问题,文章采用基于运行数据驱动的风电机组偏航误差方法进行在线智能识别。该方法通过改进DBSCAN聚类方法剔除过度离群数据,采用移动最小二乘法拟合“风速-功率-偏航误差”特性曲面,识别出不同风速下的偏航误差曲线,结合在线运行数据采集,可以实现不同风速下偏航误差的动态识别和持续矫正。算例分析表明,与偏航误差设定值相比,在有限数据下识别的偏航误差的识别结果较为准确,且识别误差在合理范围内。该方法的应用能够更为精确识别不同风速下风电机组偏航误差,进一步提高风电机组发电效率。     

风力发电机组偏航电机选型优化方法探究

为了使风力发电机组偏航系统驱动电机的选型准确合理,也为了揭示偏航电机在超过截断值外载后的运行情况,文章提出了一种基于偏航电机特性(扭矩-转速)曲线和外载时间序列的仿真模拟方法,并用该方法定量地分析了3类工况下普通型和高海拔型两款偏航电机的运行情况。3类工况如下:(1)在额定转速下,偏航电机经历大于截断值外载,且逆风偏航;(2)偏航电机由静止开始启动时,经历大于截断值外载,且逆风偏航;(3)在额定转速下,偏航电机经历大于截断值外载,且顺风偏航。研究结果表明,在某些工况下,所选两款偏航电机会出现短时间的堵转运行或反拖运行问题。文章所提出的仿真方法,可为偏航电机的精细化选型提供定量参考,也可作为检验截断值外载是否合适的评判方法。     

喷油方式对斜齿轮齿面温度的影响

为探讨喷油方式对齿面温度的影响，以斜齿轮为研究对象，通过CFD仿真和试验研究不同喷油方式对斜齿轮齿面温度的影响。针对斜齿轮喷油润滑过程的特点，分析其齿面摩擦生热量，简化轮齿喷油润滑计算模型，并基于CFX进行齿面对流换热仿真研究，得到了不同喷油方式下的齿面温度；基于功率开放式斜齿轮试验平台，对不同喷油方式下的齿面温度进行了试验测量，与仿真计算结果进行对比分析。结果表明：在高速重载斜齿轮传动系统中，啮出侧喷油润滑的方式比啮入侧喷油润滑方式的冷却降温效果要好。     

风力发电机组偏航阻尼调节系统研究

针对风力发电机组常用偏航液压制动系统在偏航时阻尼不可调整的问题,提出了两种改进方案:一种是在偏航回油路增加可调节流阀,另一种是在偏航回油路增加电比例溢流阀。分别建立了可调节流阀和电比例溢流阀的数学模型,并对其稳定性进行了分析;利用专业液压软件进行仿真,对仿真结果进行了比较。研究结果显示,在偏航回油路增加电比例溢流阀,其偏航阻尼可调,响应较快,压力变化较平稳。     

一种风力发电机组偏航系统的优化设计

作为风力发电机组的关键部件,偏航系统的设计精确性直接决定着机组的使用寿命。文章提出了一种偏航系统的优化控制设计方案,采用的方法是基于功率控制的爬山算法,这种方法可以改善风向变化的绝对值小于15°时偏航控制系统的精度。为验证其准确性,采用Matlab仿真软件建立的偏航控制系统仿真模型进行了仿真实验。仿真结果表明,采用爬山算法可以在保证风能最大捕获的基础上,提高偏航控制系统的精度,优化风力发电机组的偏航控制系统。     

滑动式偏航系统力学建模与分析

以某型兆瓦级风电机组为实例,介绍了滑动式偏航系统的组成,并对产生偏航摩擦力矩的各摩擦片受力进行了力学分析,建立了相应的数学模型,利用MATLAB软件,模拟了风电机组运行过程中风载对各摩擦片的作用,得到了碟簧压力对偏航系统摩擦力矩的关系,建立了碟簧压力与偏航功率的关系,为研究风载对系统作用和碟簧压力对系统偏航功率的影响提供了参考。     

风力机组偏航系统的建模及仿真

建立了上风向风力发电机组偏航系统的数学模型，通过仿真分别研究了偏航动态特性与机组的特性参数的关系，如与风轮合力作用点至垂直偏航轴间距离Ｈ，尾舵合力作用点至垂直偏航轴间距离Ｇ１，尾舵特性以及上风向风速之间的定量关系。仿真结果对偏航系统的设计及其控制参考价值。     

风电齿轮传动系统弹流润滑特性研究

为研究风电机组齿轮传动系统的润滑特性和动力学特性,以SQI风电机组传动系统实验平台中两级定轴齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮油膜刚度、齿轮啮合刚度以及轴承时变刚度等,计入轴的柔性并采用有限元法建立多自由度渐开线直齿轮动力学模型,利用Newmark 积分方法求解多源时变激励下两级齿轮传动系统的动力学特性。讨论不同工况条件对油膜刚度的影响,并研究系统润滑特性、固有频率和振型的变化规律。研究结果表明,在考虑齿轮润滑效应后,齿轮啮合刚度降低,系统动态特性变化趋于敏感,系统固有特性均有所变化,其中对第11阶影响最为突出,然而在系统共振转速附近,固有特性变化趋势有所减弱。     

混合弹流润滑条件下风电行星直齿轮内啮合动态特性分析

当大型风力发电机在低速重载条件时,齿轮在混合弹流润滑条件下的啮合动态特性难以分析.针对该问题提出齿面接触并联刚度模型,建立行星齿轮啮合动力学模型.基于粗糙峰承载平衡理论,将承载因子理论引入刚度模型中,并与混合弹流润滑理论相结合,可得出计算齿面油膜刚度的新公式,为齿轮混合弹流润滑问题研究提供参考.通过计算结果,可认为在混...     

船用柴油机正时齿轮动态热摩擦特性分析

船用柴油机正时齿轮具有尺寸大、变速比高、传递功率密度高和结构布局紧凑等特点，苛刻的工况作用于齿轮润滑-接触界面，导致摩擦力过大、温度过高，进一步引发齿面磨损、胶合等失效问题．针对船用柴油机正时齿轮的典型工况，采用多重网格法和多重网格积分法，研究热效应作用下齿轮一个啮合周期中的油膜厚度、油膜压力、摩擦系数及关键啮合点温度变化，并对不同工况及结构参数的船用柴油机正时齿轮的润滑状态进行了预测、分析与优化．结果表明：在一定范围内，增大齿轮宽度、提高传动比及转速能有效改善船用柴油机正时齿轮的润滑状态．考虑实际工况条件，优化结构参数(压力角和模数)能有效降低齿轮啮合过程中的摩擦及温度．     

基于模糊控制的风力发电机组偏航系统研究

针对近年来风电机组大型化对偏航系统稳定性提出的高要求,提出将模糊控制应用于偏航控制系统中。分析了偏航控制系统的工作原理;对偏航系统设计了模糊控制器,并对其控制过程设计了软件流程图;在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了该系统的仿真模型,进行了仿真实验,并与传统PID控制方法的控制效果进行了比较分析。结果表明,模糊控制系统能同时满足偏航系统对控制精度和稳定性的要求,其整体性能优于PID控制系统。     

川崎的分离润滑系统

二冲程发动机通常采用混合润滑方式,即将燃油(汽油)和二冲程专用机油混合后,用混合油进行润滑的方式.但是川崎的二冲程发动机的润滑采用的是分离供油的方式,即在车体右侧装有机油箱,借助于油泵由油箱向发动机自动供油. 机油泵靠发动机的旋转而被减速驱动,并与节气门连动.所以,随着发动机转速(即车速)及节气门开度的变化,机油泵可向发动机供给最适于运转状态的油量并能加以调节.以下所述为川崎125 B1型摩托车的润滑方式.     

多场耦合下风电机组偏航系统疲劳载荷分析

针对风电机组偏航系统在长期启停循环工作状态下容易出现疲劳损伤、减少风电机组偏航系统使用寿命的问题,文章提出了多场耦合下风电机组偏航系统疲劳载荷分析方法。建立了包含永磁同步电机动态模型、传动系统动态模型、传感器模型和随机风载荷模型的风电机组偏航系统动态模型,分析系统受到的最大瞬态冲击和等效损伤载荷。基于连续损伤理论,通过疲劳损伤演化方程,分析载荷作用下风电机组偏航系统产生的疲劳损伤。根据风电机组偏航系统相关参数,设置3个测试点,分析不同方法的载荷、塑性应变以及疲劳损伤。结果表明,所提方法具有较高的分析精度,与实际风电机组偏航系统疲劳损伤相符,能够保障风电机组偏航系统运行的安全性。     

含混合弹流润滑摩擦力的风电行星齿轮动力学模型

针对风电行星齿轮传动系统,根据齿轮啮合特性,系统地分析推导太阳轮-行星轮、内齿圈-行星轮单、双齿啮合时各啮合齿面的摩擦力臂。基于混合弹流润滑模型,分析各啮合齿面间的摩擦力。建立包含混合弹流润滑摩擦力、时变啮合刚度、传动误差与齿侧间隙等因素的多自由度的平移-扭转耦合集中参数非线性动力学模型。算例结果表明,作为一种内部参数激励,摩擦力加剧了系统沿啮合线方向的振动;与边界润滑相比,混合弹流润滑能减小系统的振动。实验证明,该模型可很好地预测风电行星齿轮的非线性动力学特性。     

提高齿轮接触强度方法的初步研究

对齿轮齿面损坏造成的齿轮失效进行了分析，并提出了一些提高齿轮接触强度的方法，强调了齿面硬度，齿面粗糙度，润滑情况，使用前磨合情况等对齿轮接触强度的影响。     

某舰主齿轮减速器齿轮擦伤技术分析

本文以英国道森与希金森的弹性流体动力润滑理论(EHD)为基础,对主齿轮减速器第二级齿轮擦伤的形成进行了计算分析和阐述,并对抑止擦伤提出了建议。     

风力机漏油原因分析及控制措施

风力机在运行过程中会出现各种各样的故障,其中漏油问题最为普遍。漏油问题不仅影响系统的润滑效果,严重时会影响整个风力机的安全运行。针对风力机制造、运行中出现的齿轮箱漏油、偏航轴承漏油、偏航减速机漏油、液压系统漏油等典型故障,进行分析总结,给出了漏油问题发生的原因。并针对这些原因,从设备监理工作的角度提出了有针对性的措施和建议,以期降低漏油风险,提高风力机安全运行的可靠性。     

某柴油机双联齿轮轴承失效试验分析

某柴油机双联齿轮轴承出现失效,从齿轮及其轴承尺寸、紧固螺栓预紧力和轴承润滑条件,试验人员通过台架试验的方法,找出了不同设计方案的差异性,为明确改进方案提供了有力证明。