直驱风机回转轴承早期故障在线监测系统的研制

摘要

目前，全球环境污染问题与能源短缺问题日益严峻，风能作为一种清洁可再生能源已经越来越多的应用到发电行业中。对于我国这种人均能源储备不足且能源结构单一的国家来说，大力发展风力发电是十分必要的。但是，风电机组需要长期在远离人烟、环境恶劣的地方工作。风电机组的主轴轴承作为回转轴承很容易发生故障。这不仅影响发电效率，而且维修故障风机的价格昂贵使得发电成本增加。目前在用的风机监测系统多被国外垄断，国内的一些风机监测系统较为简单、分析功能不完善，难以发现风机的早期故障。
　　针对这一现状，本文提出研制一套直驱风机回转轴承早期故障在线监测系统用于对直驱风机回转轴承早期裂纹与表面疲劳缺陷的监测和识别。本文首先根据直驱风机早期故障信号的特点选取了以振动监测为主、声发射监测为辅的监测方法，确定监测系统的总体设计方案。硬件设计方面参考相关国家标准以及监测信号的特点选取合适的传感器、放大器与采集卡等硬件设备。在软件系统设计方面，利用LabVIEW开发针对风机的监测系统，系统的功能包括：用户登录与管理、数据采集与在线监测、数据信号分析和数据存储等。
　　最后，对该系统进行实验验证。在金风科技盐城实验台用该软件采集振动信号并与故障风机的振动信号作对比，利用本文的监测软件进行结果分析。另外在实验室内用小轴承进行正常轴承与故障轴承的声发射信号对比实验，利用EMD信号分解和重构的方法进行结果分析。利用以上两个实验，对该监测系统的有效性进行验证。

目录

第1章 绪论

1.1 课题的研究意义及目的

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 直驱风机回转轴承特点及监测系统总体设计

2.2 风机结构及原理概述

2.3 直驱风机回转轴承

2.4 监测系统总体设计

2.5 本章小结

第3章 直驱风机回转轴承状态监测系统软硬件设计

3.3 硬件系统设计

3.4 软件系统需求分析及设计方案

3.5 用户登录管理模块

3.6 在线监测模块

3.7 数据信号分析模块

3.8 数据存储模块

3.9 本章小结

第4章 监测系统试验与结果分析

4.2 风机实验台现场试验

4.3 实验室声发射试验

4.4 本章小结

结论

全文的主要工作内容总结：

参考文献

声明

致谢