風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承軸電流損傷研究.pdf

1、軸承是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件，也是易損傷部件，尤其是風(fēng)力發(fā)電機(jī)長期處于極端惡劣的氣候環(huán)境，承受了較大的機(jī)械載荷，軸承極易發(fā)生機(jī)械和電氣損傷。由于風(fēng)機(jī)變頻器的輸出電壓在發(fā)電機(jī)的定子繞組中存在共模電壓，會在電機(jī)軸上感應(yīng)出軸電壓，繼而引發(fā)軸電流。軸電流和機(jī)械載荷的不斷作用，對軸承造成了嚴(yán)重的損傷，影響了風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸承軸電流損傷機(jī)理分析，對提高發(fā)電機(jī)軸承的使用壽命具有重要的實(shí)用價值，其主要研究如下：
　　厘清了風(fēng)力發(fā)

2、電機(jī)的軸承軸電流產(chǎn)生機(jī)理?；陲L(fēng)力發(fā)電機(jī)的電氣性能，整合電機(jī)軸承、定子、轉(zhuǎn)子等主要元器件，建立了軸承的等效共模電路模型，分析了軸電流的產(chǎn)生原因與形成過程，并進(jìn)行了風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的軸電流仿真建模，分析了軸電流的運(yùn)行特性。
　　研究了軸承軸電流早期損傷的發(fā)生機(jī)理?；贓HL（Elastohydrodynamic lubrication,EHL，彈性流體動力潤滑）的油膜厚度計算方法，得出不同工況下的油膜厚度及其電壓閾值，并分析了其對軸電

3、流損傷發(fā)生的影響；當(dāng)軸電流產(chǎn)生時，在軸承滾道表面上形成了許多微小的點(diǎn)蝕；基于Hertz接觸理論，推導(dǎo)出了損傷點(diǎn)蝕數(shù)量的理論計算公式，分析軸承早期損傷點(diǎn)蝕數(shù)與軸電流之間的關(guān)系，得出軸承內(nèi)、外滾道表面損傷點(diǎn)蝕的分布情況并分析其原因。
　　探明了軸承軸電流損傷波紋凹槽的形成機(jī)理。在外部載荷的作用下，隨著軸電流作用時間的增加，在軸承滾道上形成了具有一定間距的波紋凹槽。通過分析軸承波紋凹槽形成的影響因素，提出了軸承滾道表面波紋凹槽寬度與間距

4、的計算方法，得出在不同工況下，軸承滾動體與內(nèi)、外圈的赫茲接觸面積不同，所得到內(nèi)滾道和外滾道表面上形成的波紋凹槽間距也不同。
　　進(jìn)行了軸承軸電流損傷模擬試驗(yàn)。設(shè)計了軸電流損傷模擬試驗(yàn)臺，進(jìn)行了軸電流損傷的模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證了軸承軸電流損傷機(jī)制；分析得出試驗(yàn)測量的波紋凹槽間距平均值與理論計算值的偏差在允許的誤差范圍內(nèi)，且外圈滾道上的波紋間距略大于內(nèi)圈滾道上的波紋凹槽之間的間距，均與理論研究結(jié)果一致。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)只有在軸電流作用的軸承滾道表