基于電流信號分析的風力機故障仿真研究.pdf

1、近年來風力發(fā)電發(fā)展迅速，其扮演的角色越來越重要。但是隨著風電機組單機容量的逐步增加，加上運行工況復雜惡劣，導致風電機組故障頻發(fā)，極大提升了維修成本，所以風電機組的故障診斷技術的重要性不言而喻。本文以風電機組的發(fā)電機和齒輪箱作為研究對象進行了故障仿真，具體如下：
　　（1）以風電機組一級行星輪和兩級平行軸直齒輪系統(tǒng)為研究對象，運用坐標變換處理行星輪系與定軸輪系運動分析的矛盾，再采用集中參數(shù)法，建立了扭轉-橫向振動的運動微分方程數(shù)學模

2、型，從而建立了齒輪箱動力學模型，然后分析了齒輪裂紋對嚙合剛度的影響，并通過實例計算進行了結論驗證。以嚙合剛度的改變模擬了齒輪箱太陽輪裂紋故障，最后聯(lián)合風電整機模型進行了仿真，并分別從一面裂紋到六面裂紋進行了仿真，再利用時域和雙譜對輸出電流信號進行了分析，找出故障程度對電流信號的影響并得到故障特征頻率。
　?。?）利用發(fā)電機的電壓方程、磁鏈方程、運動方程以及轉矩方程，基于Simulink平臺建立三相異步發(fā)電機模型。引入了不對稱矩陣來

3、刻畫定子匝間短路時各參數(shù)的改變，建立三相異步電機匝間短路故障模型。通過實例進行仿真計算，改變不對稱矩陣來模擬故障嚴重程度，進行正常狀態(tài)、一匝短路、二匝短路和四匝短路的仿真，通過時域分析找出發(fā)電機定子匝間短路故障嚴重程度對電流幅值的影響。對仿真得到的電流信號進行了頻譜分析，得到發(fā)電機匝間短路的故障特征。再建立異步發(fā)電機轉子斷條故障的簡化模型，根據(jù)多回路理論，改變轉子外接電阻來模擬轉子不同程度的斷條故障，對轉子轉速和定子三相電流進行時域分析