復(fù)雜激勵(lì)下風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模分析與故障診斷研究.pdf

1、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到風(fēng)力機(jī)組的可靠性。風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)變載荷變工況的非線性運(yùn)行為故障診斷帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。論文主要對(duì)風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性和動(dòng)態(tài)信號(hào)處理進(jìn)行了研究。
　　論文首先通過(guò)風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型分析了無(wú)故障齒輪在復(fù)雜激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)，比較了同一齒輪部件各方向的振動(dòng)響應(yīng)區(qū)別以及同一方向不同部件的振動(dòng)響應(yīng)差別，并對(duì)上述振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了時(shí)域、頻域特征提取;其次仿真了齒輪在不同

2、故障程度下的振動(dòng)信號(hào)時(shí)域、頻域響應(yīng)，研究了齒輪故障與振動(dòng)信號(hào)之間的映射數(shù)學(xué)關(guān)系;接著論文基于動(dòng)力學(xué)模型對(duì)齒輪振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行理論分析研究，推導(dǎo)出齒輪振動(dòng)信號(hào)均方根（RMS)的1/4次方與齒輪的轉(zhuǎn)速存在著近似線性關(guān)系;然后根據(jù)齒輪振動(dòng)信號(hào)模型，從振動(dòng)信號(hào)角域分析出發(fā)，驗(yàn)證了階次分析法在風(fēng)電齒輪故障診斷中的有效性;最后，論文以風(fēng)電齒輪純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，研究了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在非線性的最大功率點(diǎn)跟蹤控制下，控制時(shí)滯對(duì)風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的

3、影響。
　　論文研究表明，風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性振動(dòng)響應(yīng)是多激勵(lì)共同作用的結(jié)果，齒輪故障程度越深，振動(dòng)響應(yīng)和非線性特征越明顯。對(duì)變載荷工況振動(dòng)信號(hào)均方根（RMS)的1/4次方求解和歸一化處理，可將信號(hào)在時(shí)域上進(jìn)行線性化，減小非線性的影響;利用階次分析法將變轉(zhuǎn)速工況振動(dòng)信號(hào)在角域上進(jìn)行線性化，可有效提取出風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)低頻特征頻率所對(duì)應(yīng)的特征階次，避免了頻率混疊現(xiàn)象。此外，風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)存在一個(gè)最佳時(shí)滯值，當(dāng)控制時(shí)滯