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风电机组传动系统振动状态分析评估方法研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状及趋势分析

1.2.1 风电设备运行维护及检修技术

1.2.2 风电设备运行状态监测技术

1.2.3 风电设备振动监测技术

1.3 研究内容

第2章 风电机组传动系统结构及振动机理

2.1 风电机组基本结构

2.1.1 总体结构及特点

2.1.2 风电机组传动系统结构

2.2 风电机组传动系统故障

2.2.1 风电机组故障统计分析

2.2.2 齿轮传动常见故障及其原因

2.2.3 传动系统部件失效模式分析

2.3 风电机组传动系统振动

2.3.1 振动基本原理

2.3.2 风电机组传动系统振动特征频率

2.3.3 齿轮故障的频谱特征

2.4 本章小结

第3章 风电机组传动系统振动监测及分析

3.1 振动监测技术

3.1.1 简介

3.1.2 振动监测系统构成

3.1.3 风电机组振动监测系统类型

3.2 风电机组振动监测现场实施

3.2.1 测点布置与系统安装

3.2.2 数据采集与存储

3.3 齿轮箱振动基本特征分析

3.3.1 运行过程振动趋势分析

3.3.2 振动瞬时波形分析

3.3.3 振动通频频谱分析

3.4 本章小结

3.4.1 振动信号波形特征

3.4.2 振动频谱特征

第4章 风电机组传动系统振动评价方法

4.1 机器设备振动监测标准

4.1.1 简介

4.1.2 风电机组振动评价标准

4.2 振动参量的转换

4.2.1 振动参量之间关系

4.2.2 频域积分原理

4.2.3 频域积分问题讨论

4.3 振动评价参量之间关系的讨论

4.3.1 信号积分的影响

4.3.2 振动加速度与速度之间关系

4.4 本章小结

第5章 振动信号包络解调分析

5.1 概述

5.2 基于希尔伯特变换的包络分析

5.2.1 希尔伯特变换

5.2.2 包络解调

5.2.3 包络解调分析案例

5.3 包络分析实际应用

5.3.1 齿轮箱振动信号包络分析

5.3.2 发电机轴承振动信号包络分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 研究工作展望

参考文献

致谢

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摘要

风力发电机是一种将风能转换为电能的旋转机械,一般工作在偏远地区和近海海域,容易受气候和地理环境的影响,运行条件恶劣,一旦发生故障容易造成严重的经济损失,甚至导致人员伤亡事故,这使得风电设备制造商和风场管理经营者越来越关注风力发电机的运行安全,从而对风力发电机的状态监测与故障诊断提出了要求。风力发电机的传动系统是较容易发生故障从而造成停机时间最长的子系统,对其进行状态监测和故障分析可以减少故障率和维修费用、时间,具有重要的工程应用价值。
  本文主要研究工作如下:(1)风电机组传动系统振动基本特征分析:基于实际运行的风电机组传动系统的振动监测数据,深入分析风电齿轮箱在运行状态下的振动特性、掌握齿轮箱的典型故障机理及故障特征提供丰富的原始数据。(2)风电机组传动系统振动状态评价指标分析:对目前国内风电行业采用的振动评价表VDI3834标准的特点进行分析,分析振动加速度和振动速度参量作为状态评价参量的差别,研究频域积分实现振动参量转换及其对振动评价值的影响。(3)振动信号包络分析方法及其实施:研究基于希尔伯特变换的振动信号幅值解调方法,将该方法应用于风电机组实测振动信号分析中,验证方法的实际应用效果。

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