基于振动信号分析的风力发电机轴承故障诊断

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1、专业学位硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：基于振动信号分析的风力发电机轴承故障诊断论文题目(外文)：Windturbinebearingfaultdiagnosisbasedonvibrationsignalanalysis研究生姓名：沈阳阳学位类别：专业学位专业名称：电气工程导师姓名职称：张新燕教授论文答辩日期2015年5月23日学位授予日期年月日新疆大学硕士学位论文摘要世界能源危机的出现，洁净能源得到了迅猛的发展，风力发电是洁净能源中发展较为成熟的，因而在电力系统中所占的比重越来越重。风电的大力发展，加快了风力发电机组的研发，风力机组研发的趋

2、势是机组大型化、容量不断增加。但是风力发电机组因其运行环境相对比较恶劣，故障率比较高，同时一旦发生大的故障，不但对风力机自身造成损坏，影响风力机组供电，对电网的稳定性造成一定的损害。这就对风力发电的发展造成了一定程度的影响，因此对风力机组的故障诊断对风力机组的正常运行和风力的发展都具有重要的意义。本文首先对风力发电机轴承振动信号的检测方法进行了研究；然后结合小波包能量和HHT理论对风力机组轴承在风力发电机工况发生变化以及轴承发生松动故障时提取了特征向量；最后利用支持向量机对风力发电机组轴承故障类型进行了分类。我的主要研究内容有：（1）基于我校EMT690振

3、动检测设备和风能技术实验室的模拟直驱风力机组进行实验研究。研究振动信号采集中的测点设置、数据采集设备的设置以及风力发电机轴承工况类型。为风力发电机轴承的故障特征提取提供诊断数据。（2）当风力风电机主轴轴承工况发生改变时，频率和能量是轴承振动信号的主要特征。本文选择HHT分析和小波包变换作为轴承振动信号特征提取的方法。HHT分析是近年来发展起来的信号自适应的时频分析方法，既具有时频特性又具有自适应性；论文中利用HHT分析对风电场轴承实际故障信号进行了时频分析，并提取了信号的IMF能量。小波包分析对瞬时时变信号具有一定的适应性，且同时在高频和低频都有较高的分辨

4、率。论文在小波包分解的基础上，提取了滚动轴承的频带能量，并进行了包络谱分析。（3）利用上述提取的特征量，期望采用不同特征向量来研究特征向量对于支持向量机分类效果的影响。由于特征向量比较特征明显，构造支持向量机分类器均能100%正确分类，这也说明支持向量机在小样本分类中确实优势明显。最后总结了结合小波包、HHT以及支持向量机对对风力发电机轴承的诊断方I新疆大学硕士学位论文法，并进行了一定的分析展望。关键词:风力机组；轴承；小波包能量；HHT分析；支持向量机II新疆大学硕士学位论文AbstractTheemergenceoftheworldenergycris

5、is,thecleanenergyhasbeenrapiddevelopment,windpowergenerationisrelativelymaturedevelopmentofcleanenergy,theproportionofthemoreandmoreimportantinthepowersystem.Therapiddevelopmentofwindpower,acceleratethedevelopmentofwindturbine,windturbinedevelopmenttrendislarge,increasingthecapaci

6、tyofunit.However,becauseofthewindturbineisrelativelyharshoperatingenvironment,thefailurerateisrelativelyhigh,butoncethebigfailure,notonlycausedamagetothewindturbineitself,theimpactofwindpowerunits,thestabilityofthegridcausingsomedamage.Thisresultedinthedevelopmentofwindpoweracerta

7、inextent,sothefaultdiagnosisofwindturbinesonthedevelopmentofthenormaloperationofwindturbinesandwindareofgreatsignificance.(1)Thisarticlefirsttothewindturbinebearingvibrationsignaldetectionmethodarestudied;;thenwaveletpacketenergyandHHTtheoryofwindturbinesinawindturbinebearingschan

8、gedconditionsandbearingfailureocc