基于模型的风电齿轮箱故障检测

《基于模型的风电齿轮箱故障检测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级ｕｄｃＥ＾东妇ｆ又乂攀ＮＡＮＪＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＯＧＹ硕去专业学位论文基于模型的风电齿轮箱故障检测（题名和副题名）孙娟（作者姓名）指导教师姓名邱颖宁副教授学位类别工程硕壬专业名称动力王程研巧方向风电齿论箱故障检测论文駭如间２０１５年３月注１；在明《国际千进分类法ＵＤＣ》的类号。硕壬学佐冷文基于模型的风电齿轮箱故障检测、作者：羽娟指导教师：邱颖宁副教授南京理工大学

2、２０１５年３月ＭａｓｔｅｒＴｈｅｓｉｓ＊ＢＷｉｎｄ化ｒｂｉｎｅＧｅａｉｂｏｘＦａｕｌｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｓｅｄｏｎＭｏｄｅｌＢｙＳｕｎＪｕａｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＱｉｕＹｉｎｇｎｉｎｇＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ皮ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＭａｒｃｈ２０１５，声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研巧成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果

3、，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的一材料。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研巧生签名：〇？〇／：年月Ｊ］＾脚学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可Ｗ借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内豁可向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研巧生签名：少尽年月＾啊硕±学位论文基于模型的风电齿轮箱故障检测摘要随着风电机组输出功率的增大

4、，随，风电机组的齿轮箱体积也迅速增大；另外着风电场开发由陆上拓展为海上，维护成本显著上升，因而对体积不断増大的风电齿轮箱的故障监测和故障预警变得尤为重要。由于风电机组具有变转速的运行特点，这对基于传统信号分析手段的故障检测开发提出了挑战。传统的风电机组齿轮箱状态监控系统主要是基于振动信号进行故瞎检测，这对具有高频信号特征的故障类型有效，然而却对诸如具有低转速特点的部件效果不明显。因此，本论文论述了基于模型的风力发电机齿轮箱故障诊断的研巧结果，从系统的角度进行故障物理机制分析，发掘齿轮箱不同故障模式，论证了

5、风电机组传动系统效率降低下的故障特征１＾｜及控制策略与齿轮箱润滑油温之间一ＤＡ采集系统的低频信号进行故障特征论证的关系；在此基础上，进步利用ＳＣＡ、提取和新型检测算法的开发。本论文首先对风电机组的机理一、组成部件及其子系统和ＳＣＡＤＡ系统进行了定的介绍。其次，在风电机组系统原理和传动分析的基础上，建立基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍ山ｉｎｋ建立齿轮箱的传动系统模型，进行了风电机组整机模型的仿真开发。模型包括５个主要组成部分：１）随机风模型２）３）＾１５）；叶轮空气动力学；传动链模型；４）发电机模型｜＾及系统控

6、制策略。然后，通过对齿轮箱润滑系统热力学过程的分析，建立能量损耗过程的动态模型，并将其嵌入整机模型中。通过在风电系统中引入齿轮箱的系统故障，对比机组在健康和故障条件下的差异获得故障特征。并且利用该模型对风电齿轮箱润滑系统漏油故障进行了特征预测。最后一，本论文进步对比了风力发电机组在速度控制和力矩控制这两种控制策略下，风电机组在同等故障模式下的特征差异，分析了不同的控制策略对风电机组故障特征的影响。通过Ｗ上的研究，本论文总结了风电齿轮箱不同故障模式下的故障特征，为未来的风电机组智能状态监控系统开发提供了

7、理论基础。关键字：风为发电机组，齿轮箱，建模，润滑系统，控制策略，油温。Ｉ硕±学位论文基于模型的风电齿轮箱故障检测乂ｂｓ化ａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｉｎ灯ｅａｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｇｅｎｅｒａｔｉｏ打ｃａａｃｉｔｙｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｅａｒｂｏｘｓｉｚｅｓｐ，ｇｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｗｉｎｄｆａｒｍｓａｒｅｂｅｉｎｇｅｘｐｌｏｒｅｄ抒ｏｎｏ打ｓｈｏｒｅｔｏｏｆｓｈｏｒｅ，ｗｈｉｃｈｄｒｉｖｅｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｃｏｓｔｓ

8、Ｕ）ｒｉｓｅｓｉｇｎｉ打ｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｄｅｖｅｌｏｉｎｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏ打ａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ，ｐｇｅａｒｂｏｘ－ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｓｂｅｃｏｍｉｎｉｍｏｒｔａｎｔｕｅ