考虑多状态性的风电机组主传动链可用度分析

摘要

本文以1.5MW风电机组主传动链为研究对象，主要做了以下内容:
　　(1)风电机组主传动链中一些部件的失效或者性能衰退会导致主传动链性能的下降，同时引起风电机组呈现出多个性能水平和多种失效模式。首先假设部件的寿命都服从双参数的威布尔分布形式，风电机组主传动链的部件寿命为其性能状态的描述，对各部件进行了寿命分析，得出其服从二参数威布尔分布的形状参数和尺寸参数。
　　(2)基于主传动链各部件的寿命概率密度曲线，将连续的多性能水平的部件离散化为离散型多性能水平部件，并进行相应的部件概率求解。
　　(3)将求得的部件的状态及其对应的概率结合通用生成函数，风电机组主传动链的可靠性进行分析，并指出在风电机组的运行中，当其可靠度为0.6时，基本上为不可用状态，但这时若以其可用度作为可靠性标准，则其可用度可能相当高，从工程应用角度考虑完全可以继续使用，原因是风电机组是可维修的，在一定的维修条件下，完全可以继续使用，因此本文选用可用度作为评价标准。
　　(4)求得考虑多状态性的风电机组主传动链可用度后，根据需求的不同求出风电机组主传动链的可用度，即风电机组主传动链在任意时刻系统性能指标大于需求的概率。
　　利用求得的可用度来对风电机组的更换时机与做了一定的评估，这对于风电机组的优化设计、减少运行维护成本、促进机组大型化发展以及避免目前工程中性能设计与可靠性设计想脱离的情况都具有十分重要的意义。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究状况

1．3 本课题研究的主要内容与创新点

1．3．1 本课题的主要研究内容

1．3．2 课题的创新点

第2章 多状态系统可靠性理论简介

2．1 多状态系统可靠性基础理论

2．1．1 多状态系统的概念

2．1．2 多状态系统的基本模型

2．1．3 多状态系统的基本特性

2．1．4 多状态系统的可靠性指标

2．2 多状态系统可靠性分析方法

2．2．1 布尔模型扩展法

2．2．2 基本随机过程法

2．2．3 通用生成函数法

2．3 本章小结

第3章 风电机组主传动链部件性能参数分析

3．1 威布尔分布理论及应用

3．1．1 二参数威布尔分布公式

3．1．2 二参数威布尔分布参数的意义

3．1．3 二参数威布尔分布的数学特征

3．2 部件的状态分析

3．2．1 部件的状态定义

3．2．2 部件的状态概率

3．3 风电机组主传动链部件状态分析

3．3．1 主轴轴承的寿命及其性能分布

3．3．2 主轴的寿命及其性能分布

3．3．3 齿轮箱的寿命及其性能分布

3．3．4 联轴器和制动装置的寿命及其性能分布

3．4 本章小结

第4章 风电机组主传动链可用度

4．1 可用度的定义

4．2 风电机组主传动链的可用度

4．2．1 风电机组主传动链的u-函数

4．2．2 基于u-函数的风电机组主传动链的可用度计算

4．3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文