《風電機組傳動鏈多故障耦合的主動診斷方法研究》是依託華中科技大學，由楊濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：風電機組傳動鏈多故障耦合的主動診斷方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊濤
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
風電機組傳動鏈系統故障是影響風電機組安全運行和維護成本的最主要因素，目前對其設備級的典型故障診斷方法研究已經取得了較大進展，但對傳動鏈的多故障耦合的非線性動力學行為的研究尚未開始，現有的方法還不能實現對傳動鏈多故障耦合的長期有效診斷。本項目以風電機組的強電姜臘道輸出為信號分析對象，擬提出一種主動故障診斷的新方法。該方法研究人為喇朵白榜施加給風電機組的主動激勵的設計方法及其非線性數學戀旋描述，建立傳動鏈子系統多故障耦合的動力學模型，研究傳動鏈系統多故障耦合狀態下，主動激勵-電信號回響的對應關係，建立傳動鏈故障特徵的傳遞模型，探討傳動鏈系統故障-電信號的故障特性的傳遞規律，研究強電信號中微弱故障特徵信號的調製解調規律，從發電機輸出大電流、電壓複雜波形中提取故障特徵信號，建立描述故障特徵電信號的頻域時空特徵譜和合理的故障特徵閾值判據，為傳動鏈故障的診斷與預測提供了一條新的途徑。
結題摘要
風促熱再電機組傳動項去員鏈系統故障是影響風電機組安全運行和維護成本的最主要因素，本項目採用“建模仿真+實驗驗證”的研究方法，研究了風電機組傳動鏈系統故障-電信號的故障特性的傳遞規律，提出了一種傳動鏈故障診斷新方法。主要內容包括：（1）建立了風力發電機組動力學仿真模型，研究了正常狀態、質量不平衡、氣動力不對稱、齒輪箱行星輪點蝕、裂紋等典型故障以及耦合故障狀態下風力機動力學特性，分析故障的傳播機理，建立基於風力發電機組整體特性的故障分析模型。（2）開展了風力機故障對氣動特性的影響研究。研究了覆冰對風力機專用翼型氣動性能影響，研究了風力機葉片常見的結冰故障，研究了葉片在不同的覆冰形態下，覆冰對風力機翼型靜態、動態失速特性的影響。研究了風力機塔影效應對輸出電功率的影響。提出了一種新的三維塔筒繞流模型，基於準穩態BEM理論和一維等效梁理論，開發了大型水平軸風力機的氣動彈性計算模型。（3）在此基礎上，建立了風力機塔影和風電機組剎車的數學模型，並將其作為主動激勵，開展了故障仿真，研究了主動激勵下，風電機組典型故障回響特徵，提出了傳動鏈主動故障診斷方法。（4）開展了風力機傳動鏈典型故障實驗研究，針對電流信號提出了基於雙譜的傳動鏈故障診斷方法。在所建立的實驗台上，開展了太陽輪崩齒故障、行星輪裂紋故障、太陽輪點蝕故障+中速級大齒輪裂紋故障和行星輪裂紋+太陽輪崩齒故障等故障實驗，對故障狀態下風電機組的輸出電流進行了理論建模分析，籃催永蘭研究了傳動鏈故障與輸出電流頻率之間的規律，提出了基於雙譜的傳動鏈故障診斷方法，實驗結果驗證了方法的正確性。（5）設計開發了一套風電機組遠程監測及故障診斷原型系統，該系統採用“振動+電信號+攝像頭+性能數據”的監測分析方法，即對風電機組整機採用加裝振動感測器的方式進行監測診斷，同時匙迎戶採集發電機的輸出電流和電壓信號，並對葉片表面故障採用基於攝像頭的圖像識別方式進行監測診斷，在進行最後的診斷時，還要融合SCADA系統中的性能數據，以獲得準確的診斷結果。系統具有較強的適應性，可以監測雙饋機組和直驅式機組。本項目共發表論文11篇，其中SCI/EI收錄7篇，各項成果均達到了項目計畫書的要求。
