风力发电机组齿轮故障模拟实验及仿真研究

摘要

目前，全世界的能源供给主要以化石燃料为主，其对环境危害的有目共睹。近年来的全球气温温暖化也和化石燃料有关。为了解决这一问题，风力发电技术成为各国竞相发展的技术之一，但是随着在役大型风场的数量日益增多，设备维护和故障诊断工作成为急待解决的问题之一。
　　本文在此背景下，研究一种利用发电机电信号进行风力发电机组齿轮故障诊断方法。通过搭建一组风力发电机组的模拟试验台，来进行风力发电机组齿轮故障模拟实验及仿真研究。试验台由模拟风机的鼠笼异步电动机、模拟DIGF电机的绕线式异步电动机、增速齿轮和变频器等控制元件组成。数据的采集部分由 LabView软件和数据采集卡组合完成。本文利用 Matlab/Simulink对风机组进行仿真，仿真正常和故障两种状态下的定子电流和电压的信号，利用频率解调法对采集的信号进行处理。再结合实验中采集的电流和电压信号与转速信号的对比分析，来验证定子电流法的可行性。
　　结果说明，搭建的实验台完全可以模拟在不同工况下风力发电系统的运行状态。同样也可以说明，在定子电流法的基础上，应用瞬时频率谱分析法是风力发电机电信号中微弱故障信息提取方法研究的一种有效的解决办法之一。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 课题来源

1.3 国内外风力发电设备故障诊断研究现状

1.4 本文研究思路及内容安排

第2章 风力发电机组故障类型及故障诊断技术

2.1风力发电机组故障类型

2.2故障信息提取技术原理

2.3本章小结

第3章 风力发电机组的建模与仿真

3.1软件Matlab/Simulink简介

3.2齿轮故障信号力学模型及仿真

3.3发电机组的仿真

3.4仿真结果分析

3.5本章小结

第4章 实验台搭建与模拟原理

4.1风力发电机的模拟原理

4.2风力发电机组的模拟

4.3本章小结

第5章 验证实验及分析

5.1发电机转子恒频

5.2电动机定子恒频

5.3工频恒定

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢