雙饋風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及其裝置研發(fā).pdf

1、復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境和變工況的運(yùn)行特點(diǎn)往往使得風(fēng)電機(jī)組故障率高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高昂。有效的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能及時(shí)診斷關(guān)鍵部件的早期故障，提高風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性。為了進(jìn)一步提高現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)水平，本文以雙饋風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象，在掌握風(fēng)電機(jī)組工作和控制原理，并對(duì)風(fēng)電機(jī)組的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、典型故障機(jī)理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)的有效提取以及葉輪不平衡的雙饋電機(jī)定子電流監(jiān)測(cè)方法，并研制了雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電信息采集和診斷的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

2、系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?、籴槍?duì)風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)噪聲干擾大，單一測(cè)點(diǎn)早期微弱故障特征難以提取的問(wèn)題，提出一種噪聲抑制輔以多測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)故障特征頻率提取方法。首先，在現(xiàn)有小波包變換（WaveletPackageTransform，WPT）特征頻率提取方法上，提出加入經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)的自相關(guān)去噪預(yù)處理環(huán)節(jié)，建立了基于EMD相關(guān)去噪-WPT的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)噪

3、聲抑制的特征頻率提取方法。其次，基于自適應(yīng)共振理論(adaptiveresonancetheory-2，ART-2)，提出并構(gòu)建了基于EMD相關(guān)去噪-WPT輔以多測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合方法的振動(dòng)信號(hào)特征頻率提取模型。最后，以實(shí)測(cè)和模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)前后軸承故障振動(dòng)信號(hào)分析為例，對(duì)風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)的噪聲性質(zhì)、不同方法的噪聲抑制和早期微弱故障特征頻率提取的效果進(jìn)行分析與比較。
　?、卺槍?duì)風(fēng)電機(jī)組葉輪不平衡故障診斷，提出一種基于導(dǎo)數(shù)分析的雙饋電機(jī)定子

4、單相電流故障特征分析與診斷方法。首先，基于雙饋發(fā)電機(jī)以及風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈模型，詳細(xì)推導(dǎo)了葉輪不平衡故障下雙饋發(fā)電機(jī)定子電流的表達(dá)式，并獲得其對(duì)應(yīng)的故障特征頻率。然后，為了凸顯定子電流故障特征頻率，基于導(dǎo)數(shù)分析思路，引入不平衡下定子電流故障特征定義及其表達(dá)式，提出基于雙饋電機(jī)定子單相電流的葉輪不平衡故障診斷方法。最后，建立考慮葉輪不平衡故障的雙饋風(fēng)電機(jī)組仿真模型，分別對(duì)不同風(fēng)速和不平衡度下的電機(jī)定子相電流和葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析與比較。