风力发电机组的振动测试与诊断

针对目前国内风力发电机组故障诊断还处于初期阶段。本文从风力发电机组齿轮箱和发电机轴承进行振动测试与诊断。通过实例表明,实施风力发电机组的振动故障诊断是完全可行的。     

一种垂直轴风力发电机旋转同步机构研究

提出一种垂直轴风力发电机支撑轮旋转同步机构的设计方法,该方法适用于垂直轴风力发电机风轮通过两个或两个以上的支撑轮驱动,且每个支撑轮包含各自对应的发电机或旋转支撑的场合,可以有效地保证垂直轴风力发电机上下相邻两支撑轮之间同步运转,并保证不同支撑轮之间的位置误差始终在允许范围之内,且安装方便、运行可靠高、后期运维成本低,显著提高了垂直轴风力发电机的整体运行性能。     

陆上风力发电机塔架振动监测研究进展

塔架作为陆上风力发电机的支撑结构关键部件,其服役质量直接影响到风力发电机的运行安全性。开展塔架振动监测,对其进行服役质量评估和损伤早期预警,是提高风力发电机运行安全性的重要手段。首先,简要介绍陆上风力发电机塔架类型,塔架载荷及动力学理论研究。其次,归纳总结塔架接触式与非接触式振动监测的方法及特点,对不同监测方法进行了对比,提出现有塔架振动监测方案的局限性。最后,分析塔架振动监测数据在状态识别、故障诊断及故障预警等方面研究现状与目前存在的难点,展望塔架振动监测的未来发展趋势。     

兆瓦级风力发电机组的数字化设计技术应用

对数字化设计在兆瓦级风力发电机组设计中的关键技术进行研究。风力发电机组数字化设计主要包括风力发电机数字化定义、风力发电机三维设计、零件标准化模型、风力发电机功能化数字样机、控制策略系统优化、风力机数字化装配等。大型风力发电机数字化设计技术的应用,可以缩短风力发电机核心部件的研发周期,支撑大型风力发电机关键部件的自主设计与制造。     

置信椭圆在永磁直驱同步风力发电机非平稳振动故障诊断中的应用

保障风力发电机组的稳定性是风机系统正常工作的基本要求,永磁直驱机型风力发电机运行中若发生非平稳振动,将对发电机寿命产生恶劣影响。现有技术方案中,风机轴承振动预警很少涉及发电机磁场随转速变化时发生的永磁直驱机型振动特征。依托实际故障数据,在总结永磁直驱机型风力发电机非平稳振动特征的基础上,将置信椭圆法应用于发电机非平稳振动诊断。该方法能在风力发电机组发生非平稳振动时检测到秒级数据特征异常,若同步采用振动抑制控制策略,则可大大减少非平稳振动导致的机组机械疲劳,避免安全隐患。     

考虑不平衡磁拉力的双馈异步风力发电机轴承外圈故障动力学建模

轴承故障会引起双馈异步风力发电机转子气隙变化,产生不平衡磁拉力(UMP)。为准确揭示双馈异步风力发电机轴承故障振动特性,开展了考虑UMP的双馈异步风力发电机轴承外圈故障动力学建模研究。首先,基于赫兹接触理论构建了轴承外圈故障模型;然后,推导了正常和轴承故障下发电机转子的气隙磁密,得到了发电机转子受到的UMP解析式;最后,采用Runge-Kutta法对模型进行求解,得到了轴承故障振动响应。试验分析表明：所提动力学模型能够有效揭示双馈异步风力发电机轴承故障振动信号的双冲击现象,UMP激励会影响风力发电机轴承外圈故障振动信号的调制特性。为风力发电机轴承故障诊断提供了新的理论参考。     

独立变桨控制对大功率风力发电机振动影响

随着风力机功率的越来越大,结构越来越大,国产化风力发电机振动问题逐渐显现出来。以国产兆瓦级风力发电机组为依托,研究大型风力发电机组独立变桨距控制技术,并以此为基础研究独立变桨控制对大功率风力发电机振动影响。在研究了传统变桨距控制策略的基础上,提出基于线性二次型调节（LQR）和干扰自适应控制 (DAC)技术的独立变桨控制策略。基于FAST和Matlab/Simulink软件平台对提出的控制策略与传统的变桨控制策略进行仿真比较。对一台5 MW 机组的仿真研究结果表明,分析结果与统一变桨比较,通过独立变桨,风力机结构的各项振动加速度幅值均有较大程度下降,能够有效降低风力发电机振动,进而可以提高设备可靠性和延长设备使用寿命,降低维护成本。     

某1000 MW汽轮发电机轴瓦振动故障诊断及处理

某公司百万机组自投产以来,#4机组发电机轴瓦振动一直偏大,且励磁机转子返厂检修后振动问题更加突出。经过现场测试分析认为发电机轴瓦振动大的原因是发电机轴承及支撑系统存在共振。现场采取在发电转子两侧护环加反对称重量优化轴系平衡状态的方式,解决了该振动问题。     

MW级高速永磁风力发电机高温短路时永磁体失磁研究

针对一台5 MW高速永磁风力发电机,选取永磁体容易发生失磁的高温及短路工况,对永磁发电机的负载和三相突然短路进行数字仿真.根据仿真结果研究了永磁风力发电机的工作温度对风力发电机负载输出参数,以及三相突然短路时永磁体抗去磁能力的影响.在分析过程中结合了钕铁硼(NdFeB)磁钢的测试参数,使计算结果更加准确.所得结论对大功率高速永磁风力发电机的设计和运用具有参考意义.     

双馈风力发电机振动故障分析和实例处理

通过实例介绍了WM级双馈风力发电机的几种常见振动故障特征和振动超标的主要原因,针对问题的症结来进行分析,从电机生产制造现场和客户电机运行作业现场两处源头上讨论和提出了一些切实有效的解决方法和具体措施,从对中找正、动平衡、机座焊接加工及轴配合等误区中找到答案,为以后更准确的诊断双馈风力发电机振动故障和分析同类型电机振动问题提供解析参考。     

一种风机振动传感器失效问题判断方法

目前,风力发电机主要通过振动分析模块实现对风机振动的测量。本文对振动分析模块中的"振动传感器失效"判断逻辑进行了分析,从振动传感器自身和主控制器内的判断逻辑出发,提出了一种有效的判断方法。     

高海拔异步风力发电机设计解析

介绍了高海拔异步风力发电机设计原则,重点介绍了温升计算方案.通过实例分析了750 kw高海拔异步风力发电机在高海拔条件下的温升值,并从实际运行结果可以得出该温升设计方案能满足高海拔异步风力发电机的恶劣环境和设计技术要求.     

风力发电机轴承振动监测故障诊断分析

为提高风力发电机轴承状态异常判别和故障诊断能力,保证机组可靠稳定运行,降低机组维护成本,发电机轴承采用了振动在线状态监测频谱信号的判别方法,即利用振动数据样本及特征频率分析,监测轴承运行状态。通过对轴承振动数据的分析来评定其运行状态,为轴承故障预判提供依据。     

2MW双定子直驱永磁同步风力发电机的设计

根据直驱风力发电机级数多、转速低、体积大的特点,设计了额定功率2 MW的双定子直驱式永磁同步风力发电机,并通过电磁场有限元分析软件对所设计发电机进行了空载和额定负载情况下的仿真研究,验证了设计方案的可行。并与同功率的单定子永磁发电机相比,双定子永磁同步风力发电机性能良好,同时可以减轻重量,并有效提高电机的空间利用率,对双定子复合式风力发电机的设计具有一定的参考价值。     

2.1MW高速永磁风力发电机的研究

常规的风力发电机主要包含双馈异步风力发电机、永磁半直驱风力发电机和永磁直驱风力发电机,上述机型分别具有噪声较大、机械磨损程度高、发电系统复杂、有齿轮箱故障率较高,低电压穿越能力较低,转速较低导致极对数多、体积大、磁钢用量大、价格昂贵等缺点,为了解决上述电机的问题,设计出采用冲片结构的2.1 MW高速永磁风力发电机,通过电磁分析和机械应力分析,该电机各方面符合工业生产要求,最后通过样机的实验结果,验证该样机符合设计的要求。     

基于神经网络的风力发电机变频器故障诊断研究

为了准确分辨风力发电机变频器故障类型,针对直驱式风力发电机变频器,给出了一种基于神经网络的风力发电机变频器故障诊断方法。分析了直驱式风力发电机变频器的结构、故障原理和故障类型,得到了一系列不同故障状态下直驱式风力发电机的输出电压波形变化情况,并对设计好的BP神经网络进行训练和测试,基于单纯神经网络训练时间长、预测结果不太理想等因素考虑,尝试采用遗传算法优化神经网络权值、阀值参数。仿真结果表明优化后的神经网络训练时间更短,且有更高的预测精度。     

风电机组传动链测试平台数据采集系统设计

风电机组传动链测试平台要实现对齿轮箱、风力发电机和风电变流器等机组传动链关键部件运行状态的测试评估,测试项目多且信号采集复杂。根据传动链测试项目及其特征参量完成了系统测试量部署,设计了一套基于PXI平台的数据采集系统,实现测试平台中电气量、载荷量、温度以及振动噪声等多种信号的同步采集与数据处理,通过在100 kW风电机组传动链测试平台实验,验证了设计的数据采集系统能够很好地满足风电机组传动链测试需求。     

基于风剪效应的独立变桨控制对漂浮式风力发电机性能的影响

随着风力发电机塔架高度以及叶片尺寸的增大,风剪效应对风力发电机性能的影响越来越显著,为此提出了基于风剪效应的独立变桨控制策略。分析了漂浮式风力发电机支撑结构的动力学模型,结合针对陆上风力发电机提出的基于风剪效应的独立变桨控制策略,并使用线性二次型调节技术（linear quadratic regulator, LQR）分别对3种漂浮式风力发电机的独立变桨控制器进行了设计,在Matlab/Simulink软件中搭建仿真模型并与Fast软件进行联合仿真。仿真结果表明：所采用的独立变桨控制策略对3种形式的风力发电机的功率、纵摇运动影响并不相同。独立变桨控制策略可以明显降低单柱式风力发电机的功率波动,但对张力腿式和驳船式风力发电机来说效果不明显甚至变得更差;而对于漂浮式风力发电机的纵摇运动来说,独立变桨和统一变桨控制策略对单柱式和张力腿式风力发电机的影响差别不明显,而对驳船式风力发电机来说,独立变桨控制策略使其纵摇角度变得更大。     

风力发电机振动故障模拟研究

为模拟直驱永磁同步风力发电机（Direct Drive Permanent Magnet synchronous windpower Generator, DDPMG） 与传统同步发电机故障振动的共性,实现对风力发电机故障的研究,提出一种基于频谱分析的DDPMG模拟研究方法,借助变速调频装置改变同步发电机的转速,模拟DDPMG的振动,可有效区分3种不同类型的机械故障,并有效定位故障点。实验结果表明：ZonicBook618E振动测试仪对DDPMG故障类型的模拟是真实、有效的。     

气隙偏心下永磁风力发电机定子电磁振动特性分析

永磁风力发电机定转子偏心会造成发电机气隙分布不均匀而产生磁场不平衡,使发电机振动加剧,严重时甚至引发转子扫膛,使发电机损坏失效。以某兆瓦级永磁风力发电机为研究对象,理论分析了气隙偏心对发电机气隙磁密和径向电磁力的影响,对于不同气隙偏心量下的风力发电机瞬态电磁场开展有限元分析,获得气隙磁密和径向电磁力分布特性变化规律,进而开展径向电磁力作用下定子谐响应分析,以掌握气隙偏心引起的定子振动响应特性。结果表明：随着气隙偏心量的增加,气隙最小处气隙磁密幅值增大,径向电磁力新增边带分量;发电机定子振动响应中工作频率的倍频幅值也随之增大,其中二阶径向模态响应幅值最大。所得结果可为发电机气隙监测方法研究提供一定的理论依据。