階比分析與小波-SVD在風(fēng)電齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),我國(guó)的風(fēng)能發(fā)電得到了持續(xù)快速的發(fā)展。但風(fēng)電機(jī)組大多安裝在高山、荒野、海島等自然環(huán)境惡劣地區(qū),常年經(jīng)受變向變負(fù)荷風(fēng)力作用以及酷暑嚴(yán)寒等極端天氣影響,風(fēng)電機(jī)組很容易遭到破壞且不易維修,其中齒輪箱故障是引起長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)的最主要原因。因此,對(duì)風(fēng)電齒輪箱進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)并盡早地發(fā)現(xiàn)齒輪箱故障具有非常重大的意義。
　　目前,大多風(fēng)電企業(yè)的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用溫度、扭矩等參數(shù)監(jiān)測(cè)方法,對(duì)齒輪箱的監(jiān)測(cè)主要是軸承溫度的監(jiān)測(cè),使得監(jiān)測(cè)的結(jié)果不夠準(zhǔn)確和具

2、體。振動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于風(fēng)電齒輪箱的監(jiān)測(cè)已成為一種主流趨勢(shì)。本文分析了風(fēng)電齒輪箱與普通齒輪箱監(jiān)測(cè)的不同點(diǎn),對(duì)監(jiān)測(cè)中遇到的難點(diǎn)采用了有效的信號(hào)處理方法來(lái)解決。通過(guò)齒輪箱實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬了風(fēng)電齒輪箱監(jiān)測(cè)的幾個(gè)關(guān)鍵部分,并依據(jù)虛擬儀器原理,搭建了齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),利用合理的信號(hào)處理方法提取出振動(dòng)信號(hào)中的有效信息,同時(shí)也證明了該方法的有效性。
　　利用虛擬儀器原理,以齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)作為監(jiān)測(cè)對(duì)象,選取NI公司的同步數(shù)據(jù)采集卡和加速度傳感器、轉(zhuǎn)速

3、傳感器等裝置,通過(guò)虛擬儀器的軟件平臺(tái)LabVIEW編程來(lái)進(jìn)行各通道振動(dòng)信號(hào)的同步采集,并存儲(chǔ)數(shù)據(jù),便于對(duì)數(shù)據(jù)分析處理。
　　針對(duì)風(fēng)電齒輪箱的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,隨風(fēng)速變化的特點(diǎn),模擬試驗(yàn)臺(tái)采用變頻電機(jī)來(lái)模擬主軸轉(zhuǎn)速的變化,采用階比分析方法將非平穩(wěn)的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的角域信號(hào)進(jìn)行分析;信號(hào)的降噪是決定信號(hào)特征提取成敗的關(guān)鍵,針對(duì)于齒輪箱噪聲大、轉(zhuǎn)速低的特點(diǎn),本文分析了小波降噪的多分辨率的優(yōu)勢(shì)和閾值降噪可能失去有用信息的缺點(diǎn),分析了SVD降

4、噪的關(guān)鍵問(wèn)題,最后選取小波分解和SVD降噪相結(jié)合的方法來(lái)對(duì)角域信號(hào)進(jìn)行降噪處理,提取有用信息,通過(guò)仿真信號(hào)分析證明該方法降噪效果優(yōu)于小波降噪。
　　本文通過(guò)齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備和LabVIEW軟件平臺(tái),建立了齒輪箱在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和時(shí)域、階比等分析處理,并結(jié)合建立的特征階比庫(kù),便于監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行故障分析。同時(shí),建立了齒輪箱離線分析系統(tǒng),不僅可以對(duì)歷史振動(dòng)數(shù)據(jù)作時(shí)域分析、階比分析,還可