永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益凸顯，風(fēng)力發(fā)電受到越來(lái)越多的關(guān)注。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)電機(jī)組）已成為風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的主流機(jī)型，尤其是永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組近年快速地增長(zhǎng)。風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，由于受到空氣動(dòng)力和惡劣環(huán)境等因素的影響，極易出現(xiàn)各種故障，影響風(fēng)電機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行。為了提高風(fēng)電機(jī)組的安全性和可靠性，對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行故障診斷就顯得極其重要。本文以永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象，分別針對(duì)葉輪不平衡、永磁電機(jī)定子繞組不對(duì)稱(chēng)、匝間短路和

2、開(kāi)路以及變換器故障，系統(tǒng)地研究了該類(lèi)風(fēng)電機(jī)組的故障診斷技術(shù)，提出了多種基于發(fā)電機(jī)電信號(hào)的故障診斷方法，并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為進(jìn)一步提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和推進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
　　論文主要研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　1.介紹了永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)，并給出了永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，主要包括風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)鏈和永磁電機(jī)等?；贛ATLAB/Simulink建立了永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的仿真平臺(tái)，為進(jìn)行風(fēng)電機(jī)

3、組故障診斷的仿真研究奠定基礎(chǔ)。
　　2.針對(duì)風(fēng)力機(jī)葉輪不平衡故障，提出了基于定子電流信號(hào)的故障診斷方法、基于定子電流Park矢量模平方信號(hào)的故障診斷方法和基于矢量控制的故障診斷方法，仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這三種方法的有效性。
　　3.研究了三相永磁電機(jī)故障診斷方法。針對(duì)三相永磁電機(jī)的定子繞組有星形和三角形兩種連接方式，分別提出了基于零序電壓和零序電流的方法用于診斷定子繞組不對(duì)稱(chēng)、匝間短路和開(kāi)路故障，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論。

4、
　　4.提出了一種基于正交參考坐標(biāo)的頻率跟蹤算法,該算法在時(shí)域上能實(shí)時(shí)地計(jì)算交流信號(hào)的幅值和初始相位角，減少了信號(hào)處理的計(jì)算量。
　　5.提出了基于線(xiàn)電壓誤差的變換器故障診斷方法，用于診斷和定位功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)路故障。為了提高故障診斷的可靠性，該方法采用了電壓幅值和時(shí)間寬度雙重標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　6.研究了多相磁通切換型永磁電機(jī)故障診斷方法。在分析九相磁通切換型永磁電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)連接方式