某型半直驱风机齿轮箱断齿故障分析

针对风机齿轮箱故障，介绍了一起半直驱风机齿轮箱断齿导致风机停运故障。通过对故障齿轮箱进行振动数据监测、金属材质及油质分析，得出齿轮箱油的泡沫特性超标和颗粒污染度超标是故障的诱因，故障发生当天风机瞬时风速波动较大，齿轮箱二级行星轮组产生较强瞬时应力而导致齿轮损坏，引发风机齿轮箱振动过大是故障的主要原因。为避免同类故障再次发生，风电场应加强风机运行监测、提高齿轮箱内窥镜检查频率并加强风机齿轮箱在线滤油处理。     

风力发电机组齿轮箱故障诊断

由于齿轮箱运行的好坏直接影响整个风力发电系统的运行,因此对其进行故障诊断十分重要.若在故障初期便可分析出来故障部位和故障程度,就能将损失降到最小,为设备提供了技术支持并为维修提供方便.在齿轮箱各种监测信号中,振动信号最能反映设备运行状态,将振动信号作为研究对象,将它经过时域和频域分析处理,判断齿轮箱的运行是否正常.对比...     

基于虚拟仪器的机床齿轮箱故障诊断系统的设计

设计了基于虚拟仪器的齿轮箱故障诊断系统,利用图形化编程语言LabVIEW和模块化硬件,对齿轮箱的振动信号实时监测。建立了集参数数据库、故障数据记录库、故障诊断知识库、实时监测及诊断为一体的诊断系统。系统采用压电加速度传感器BZ1185采集齿轮箱振动信号,通过对信号放大、转换和滤波,将信号转换成有限带宽信号,通过数据采集卡AMPCI-9111输入到计算机中。使用开发的虚拟仪器技术开发平台,对CQ9145联合机床齿轮箱振动信号进行了倒频谱和小波分析,实验表明,本系统可以大大提高诊断准确度和效率。     

基于转速估计的阶次分析风电齿轮箱故障诊断

风电齿轮箱工作在变转速工况条件下,齿轮箱的振动信号具有受多分量调制以及故障特征频率遭受转频调制的特点。针对该特点导致的齿轮箱故障特征识别困难的问题,提出了一种基于转速估计阶次分析的风电机组行星齿轮箱故障诊断方法。通过分析风电机组齿轮箱的结构和故障特点选择传感器测点,并根据齿轮箱振动频率范围完成传感器的选型工作,在上述工作的基础上搭建监测系统,采集齿轮箱工作状态下的振动信息,并对实际现场采集的振动数据进行转速估计和阶次分析,以提取齿轮箱的故障特征阶次,完成故障诊断。该方法经过风场实际验证可知故障诊断准确率达到84%,比传统快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT)分析方法提高了8%,可以满足现场实际工程需要。     

风力发电机组状态监测与智能故障诊断系统的设计与实现

风力发电机组状态监测和故障诊断技术,可以有效降低机组的运行维护成本,保证机组的安全稳定运行。阐述了风力发电机组的基本构成。在介绍风电机组常见故障的基础上,分析了机组中的主要部件齿轮箱和发电机的故障。针对齿轮箱和发电机的故障提出了一种智能诊断的新方法,并以此设计开发了风力发电机组状态监测与智能故障诊断系统,详细介绍了该系统的原理、结构及功能。     

基于时间延迟的风机齿轮箱状态优化维修

风电机组运行环境恶劣,故障频发,尤其以齿轮箱的故障居多,造成风机整体维修成本偏高。针对以上问题,提出了一种基于时间延迟的状态优化维修策略,在时间延迟模型的基础上考虑振动监测信号,先结合故障数据和状态监测数据求得齿轮箱的比例危险函数和可靠度函数,再采用单位运行时间内平均维修费用最小的方法优化得到最优状态维修阈值,最后依据该阈值实施风机齿轮箱的优化状态维修。通过对某风电场仿真分析,求得了最优状态维修阈值,并制定了维修策略。仿真结果证实了该策略在避免过度维修和维修不足问题以及节约维修成本方面的有效性。     

风电机组故障诊断实现方法探讨

笔者针对风电厂优化运行管理的要求,讨论了风电场状态监测解决方案.以小波分析故障诊断的理论为基础,提出了风电机组状态监测的实现方法.根据风电机组传动链多采用齿轮箱的实际情况,塔建了实验室齿轮箱模拟试验台,并模拟实验获取故障特征值的方法;最后给出了基于风电场监控系统的OPC嵌入式风电机组状态监测和故障诊断系统包括现场监控数...     

基于比例风险模型的风机齿轮箱的状态维修决策

针对风电机组齿轮箱故障问题,在分析故障数据的基础上,通过威布尔比例风险模型将风机齿轮箱故障规律和状态监测结合起来,然后对模型进行简化并运用Newton-Raphson迭代法进行求解,以可靠度为决策目标,预测齿轮箱维修间隔时间,最后通过某型号风机齿轮箱进行验证,结果表明能准确预测齿轮箱的使用寿命,从而降低维修成本并最大化使用设备。     

风电机组齿轮箱温度趋势状态监测及分析方法

风电机组状态监测对于风电场特别是海上风电场降低维护成本,提高运行水平具有重要的实用价值。采用温度趋势分析的方法对风电机组齿轮箱的运行状态进行监测。利用非线性状态估计（nonlinear state estimate technology,NSET）方法建立齿轮箱正常工作状态下的温度模型并用其进行温度预测。通过合理构造过程记忆矩阵,使模型覆盖齿轮箱的正常工作空间。当齿轮箱工作异常时,其动态特性偏离正常工作空间,NSET温度模型预测残差的分布特性发生改变。采用滑动窗口方法实时计算残差的统计分布特性,当残差的均值或标准差的置信区间超出预先设定的阈值时,发出报警信息,提示运行人员检查设备状态。为模拟齿轮箱的故障情况,在机组数据采集与监视控制系统（supervisory control anddata acquisition,SCADA）数据中加入人为温度偏移。通过对该模拟故障的分析,新的状态监测方法能够及时发现齿轮箱的异常状态,达到实时在线状态监测的目的。     

基于GRU和注意力机制的海上风机齿轮箱状态监测

海上风电机组齿轮箱运行状态的有效监测和及时预警对海上风机运维工作具有重要意义。为此,提出一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)和注意力机制的海上风电机组齿轮箱状态监测方法。在训练阶段,通过注意力机制自动提取海上风电SCADA数据集输入参量与目标建模参量间的关联关系,同时采用GRU网络提取数据间的时序依赖关系,进而建立风电机组齿轮箱的正常行为模型。在测试阶段,采用指数加权移动平均值(Exponentially Weighted Moving-Average,EWMA)控制图对目标建模参量实际值和模型预测值间的输出残差进行监控,实现海上风机齿轮箱运行状态的实时监测和预警。最后基于东海大桥海上风电场真实数据对所提方法的有效性和优越性进行了验证。结果表明：所提方法对故障和正常运行条件下的海上风电机组齿轮箱状态均可进行有效监测,且相比现有陆上风机状态监测方法具有更高的精度和可解释性,并能更早地揭示故障趋势。     

振动监测技术在风电机组齿轮箱故障诊断中的应用

研发了针对风力发电机组传动齿轮箱的振动监测与故障诊断系统。该系统主要由本机监测系统、风电场集中监测诊断系统、远程监测诊断中心3层结构组成。本机监测系统完成机组传动系统各部件的状态监测数据的采集,并将数据传输到风电场集中监测诊断系统。风电场集中监测诊断系统主要进行数据存储、显示和分析诊断,并将数据通过互联网传输到远程监测诊断中心,实现风电场设备群的远程监控分析和精细故障诊断。给出该系统的应用实例,通过对比分析2台相同型号风电机组的齿轮箱振动信号,实现对出现异常状态机组的判断,保障风电机组设备的安全可靠运行。     

风力发电机组状态监测和故障诊断系统的设计与实现

为实时监测风力发电机组的运行状态,提高故障诊断系统的智能化程度,设计了一套基于硬件数据采集系统结合Matlab、组态软件WinCC的风力发电机组实时在线监测和故障诊断系统。通过数据采集系统的硬件选择和连接,建立了数据采集器与Matlab、WinCC之间的实时通讯,并在Matlab中应用小波包和神经网络智能算法完成齿轮箱和发电机轴承数据处理,实现了故障诊断结果的实时显示。     

基于比例强度模型的风力发电机齿轮箱优化检修决策

针对传统的风力发电机齿轮箱检修方式存在的不足,引入针对可修系统检修的比例强度模型(proportional intensity model,PIM)概念,提出一种基于故障数据和状态监测数据的风力发电机齿轮箱检修策略。分析了PIM中各参数的意义,并阐述了参数估计算法。利用最小维修成本法确定最优维修决策阈值,绘制最优维修阈值曲线,并制定最优维修策略。通过某型风力发电机齿轮箱的实例分析,验证了此方法在风力发电机齿轮箱维修决策中的应用价值。     

基于深度自编码网络模型的风电机组齿轮箱故障检测

为了实现风机齿轮箱的故障检测分析,提出一种基于风电机组齿轮箱的数据采集与监视控制(SCADA)数据和振动信号的深度自编码网络模型。该模型作为一种典型的深度学习方法,通过逐层智能学习初始样本特征,可以获取数据蕴含的规则与分布特征形成更加抽象的高层表示。首先,利用限制性玻尔兹曼机对网络参数进行预训练和反向传播算法对参数进行调优,建立深度自编码网络模型。然后,通过对齿轮箱的状态变量进行编码和解码,计算重构误差并将其作为齿轮箱的状态检测量。为了有效检测重构误差的趋势变化,选用自适应阈值作为风机齿轮箱故障检测的决策准则。最后,利用对齿轮箱故障前、后记录的数据进行仿真分析,结果验证了深度自编码网络学习方法对齿轮箱故障检测的有效性。     

风电机组无线监控系统的构建方法

从节点部署和路由协议2个方面对风电机组无线监控系统进行构建。考虑到风电机组典型故障的分布具有一定的空间性,提出了一种空间正四面体节点部署方案,以最大限度地减少所需部署的传感器节点数目。所提节点部署方案将正四面体理论运用到监控系统的节点部署中,着重对机舱的齿轮箱、发电机与传动轴进行监控部署;在此基础上,通过对经典LEACH路由协议的簇头选取方式进行改进,提出了适用于风电机组监控系统的路由算法。该算法综合考虑了节点剩余能量和节点之间的几何距离,最大限度地提高了监控系统的信息传输能力并均衡利用节点能量、延长监控系统的使用寿命。仿真结果表明,所提空间节点部署方案拓展了监控系统的监控能力,所提改进路由算法使监控系统的最佳工作时间延长了31.35%。     

极端条件下基于改进深度森林的行星齿轮箱故障诊断方法

齿轮箱是风电机组重要且易出现故障的设备,早期故障威胁系统运行安全。在极端条件中高效、准确的齿轮箱故障诊断对风电机组的安全稳定运行至关重要,因此提出了基于改进深度森林的行星齿轮箱故障诊断方法。为了实现不平衡小样本与强噪声的极端条件下行星齿轮箱故障的高效诊断,首先针对旋转机械振动数据样本较少与不平衡的情况,在Wasserstein生成对抗网络中引入梯度惩罚,生成样本补充原始数据集。然后利用多粒度扫描处理振动信号数据点之间的联系,增强数据中的故障特征。最后在级联森林内部引入新的基学习器并运用量子粒子群算法优化参数,获得具有高诊断精度的模型结构进行故障分类,输出诊断结果。经与其他智能诊断方法在多场景下进行的对比实验,证实了所提方法在极端条件下的分类效果较好,能有效提高齿轮箱故障诊断的准确性。     

基于小波和神经网络的齿轮箱故障诊断

本文对齿轮箱故障诊断特点和方法进行分析,并举例介绍了小波变换在齿轮箱故障诊断中的应用。利用小波变换对齿轮箱工况信号进行分解,重构以及提取细节信号包络谱,快速准确判断出齿轮箱设备运行状态是否异常,并利用BP神经网络进行故障诊断定位,比传统方法更有效。