基于電流信號(hào)分析的風(fēng)力機(jī)故障仿真研究.pdf

1、近年來(lái)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅速，其扮演的角色越來(lái)越重要。但是隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的逐步增加，加上運(yùn)行工況復(fù)雜惡劣，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組故障頻發(fā)，極大提升了維修成本，所以風(fēng)電機(jī)組的故障診斷技術(shù)的重要性不言而喻。本文以風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)和齒輪箱作為研究對(duì)象進(jìn)行了故障仿真，具體如下：
　?。?）以風(fēng)電機(jī)組一級(jí)行星輪和兩級(jí)平行軸直齒輪系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用坐標(biāo)變換處理行星輪系與定軸輪系運(yùn)動(dòng)分析的矛盾，再采用集中參數(shù)法，建立了扭轉(zhuǎn)-橫向振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分方程數(shù)學(xué)模

2、型，從而建立了齒輪箱動(dòng)力學(xué)模型，然后分析了齒輪裂紋對(duì)嚙合剛度的影響，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算進(jìn)行了結(jié)論驗(yàn)證。以嚙合剛度的改變模擬了齒輪箱太陽(yáng)輪裂紋故障，最后聯(lián)合風(fēng)電整機(jī)模型進(jìn)行了仿真，并分別從一面裂紋到六面裂紋進(jìn)行了仿真，再利用時(shí)域和雙譜對(duì)輸出電流信號(hào)進(jìn)行了分析，找出故障程度對(duì)電流信號(hào)的影響并得到故障特征頻率。
　?。?）利用發(fā)電機(jī)的電壓方程、磁鏈方程、運(yùn)動(dòng)方程以及轉(zhuǎn)矩方程，基于Simulink平臺(tái)建立三相異步發(fā)電機(jī)模型。引入了不對(duì)稱矩陣來(lái)

3、刻畫(huà)定子匝間短路時(shí)各參數(shù)的改變，建立三相異步電機(jī)匝間短路故障模型。通過(guò)實(shí)例進(jìn)行仿真計(jì)算，改變不對(duì)稱矩陣來(lái)模擬故障嚴(yán)重程度，進(jìn)行正常狀態(tài)、一匝短路、二匝短路和四匝短路的仿真，通過(guò)時(shí)域分析找出發(fā)電機(jī)定子匝間短路故障嚴(yán)重程度對(duì)電流幅值的影響。對(duì)仿真得到的電流信號(hào)進(jìn)行了頻譜分析，得到發(fā)電機(jī)匝間短路的故障特征。再建立異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的簡(jiǎn)化模型，根據(jù)多回路理論，改變轉(zhuǎn)子外接電阻來(lái)模擬轉(zhuǎn)子不同程度的斷條故障，對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子三相電流進(jìn)行時(shí)域分析