風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的時(shí)頻綜合分析方法研究.pdf

1、風(fēng)能是儲(chǔ)存量豐富的可再生潔凈能源,是人類(lèi)最早利用的能源之一。在利用它轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程中,由于不產(chǎn)生有害氣體和廢料,也就是說(shuō)它不污染環(huán)境,因此受到世界各國(guó)政府的廣泛重視。隨著風(fēng)能技術(shù)的快速發(fā)展和日趨完善,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性越來(lái)越高,但是在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的高速發(fā)展的同時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障問(wèn)題也收到了極大的關(guān)注,如風(fēng)機(jī)自身的軸承磨損、齒輪斷齒、軸偏心等常見(jiàn)故障,都可能造成風(fēng)機(jī)毀壞,從而降低經(jīng)濟(jì)效益,鑒于這些,風(fēng)機(jī)故障診斷已經(jīng)逐漸成為風(fēng)力發(fā)電發(fā)展中

2、的重要研究?jī)?nèi)容。
　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間地工作,一些部件之間的摩擦就會(huì)使得儀器的部件老化或者磨損,這無(wú)疑降低了發(fā)電機(jī)的壽命,降低了發(fā)電機(jī)的工作效率,而最常見(jiàn)的故障就是齒輪斷齒和軸承的磨損,而對(duì)這些故障的故障診斷方法有直接觀察法、振動(dòng)和噪聲檢測(cè)法、無(wú)損檢測(cè)法、磨損殘余物檢測(cè)法、機(jī)器性能參數(shù)檢測(cè)法等。為了對(duì)這些故障進(jìn)行高效地診斷,傳統(tǒng)的直接觀察法判斷已經(jīng)不足以滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展和工作要求,所以一般是利用振動(dòng)檢測(cè)法,振動(dòng)信號(hào)是機(jī)械設(shè)

3、備狀態(tài)信息的載體,包含了豐富的故障特征信息,故障診斷就是通過(guò)各種信號(hào)處理方法,把隱藏在振動(dòng)信號(hào)中的有意義的特征信息提取出來(lái),實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的診斷。因此采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)振動(dòng)信號(hào)判斷其故障是一種可靠的方式,而對(duì)振動(dòng)信號(hào)最合適的處理方式就是信號(hào)的時(shí)頻分析方法,傳統(tǒng)的時(shí)頻分析方法如短時(shí)傅立葉變換、Wigner-Ville分布等,它們分別存在著窗效應(yīng)和交叉項(xiàng)的問(wèn)題且都不是自適應(yīng)的。本文研究了一種改進(jìn)的 Hilbert-Huang變換(HHT),并將這改

4、進(jìn)的時(shí)頻分析方法運(yùn)用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障信號(hào)處理中。Hilbert_Huang變換通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)的方式將信號(hào)分解成為有限個(gè)固有模態(tài)(IMF),每一個(gè)固有模態(tài)都是一個(gè)穩(wěn)態(tài)的信號(hào),因此可以對(duì)每一個(gè)固有模態(tài)進(jìn)行Hilbert變換,得到了信號(hào)的Hilbert譜,從而得到了信號(hào)的特征,結(jié)合模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),對(duì)故障的類(lèi)型進(jìn)行更加準(zhǔn)確和方便地識(shí)別。但是傳統(tǒng)的Hilbert_Huang變換存在著端點(diǎn)飛翼和終止條件的問(wèn)題,本文針對(duì)這兩個(gè)缺陷進(jìn)行了

5、一系列的研究,最終形成了了一個(gè)種改進(jìn)的HHT分析方法,利用這種改進(jìn)的 HHT分析方法獲得了發(fā)電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻特征,但是HHT方法只是得到信號(hào)的時(shí)頻特征,但是并沒(méi)得到最后的故障診斷結(jié)果,在目前的研究中,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了較快發(fā)展,并且顯示出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),它是一種新的診斷和識(shí)別技術(shù),它將模糊邏輯推理的強(qiáng)大結(jié)構(gòu)性知識(shí)表達(dá)能力和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大自學(xué)習(xí)能力結(jié)合為了一體,本文將HHT分析得到的時(shí)頻特征結(jié)合了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障類(lèi)型的診斷和識(shí)別