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风力发电机组齿轮箱振动测试与分析

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来源: 作者: 2018-10-26 13:16:40

风力发电机组齿轮箱振动测试与分析

导读:

关键词 风力发电机组 齿轮箱 振动分析 故障诊断

中图分类号 TH113. 21 文献标识码 A

关键词 风力发电机组 齿轮箱 振动分析 故障诊断  中图分类号 TH113. 21 文献标识码 A  我国风电场中安装的风力发电机组多为进口机组。因为在恶劣环境下工作,其损坏率高达40%~50%。随着清洁能源的普及,齿轮箱的故障诊断和预知维修已迫在眉睫。本文就齿轮箱的故障诊断作一些探索性研究。  一、齿轮箱振动测试风电材料设备  采用北京东方所开发的DASP(Data Acquisition and SignalProcessing)测振系统,对某风电场4#、5#机组齿轮箱的不同测点(图1)做振动测试和分析,4#机组刚进行过检修运行正常作为对照机组,5#机组噪声异常为待检机组,对两机组齿轮箱  2.时域分析  通过时域分析(图4、图5),发现5#机组齿轮箱振动信号有明显异常.幅值转大,且有明显的周期性,其频率约大20Hz。  的振动信号对比分析,判断存在故障。齿轮箱特征频率见表1。  从5#机组功率谱密度函数(图7)可以看出,在频率177Hz、196Hz、531Hz及其倍频处幅值和4#机组(图8)相应测点相比成倍数增大。而177Hz是高速轴转频的7倍频,196Hz、531 Hz是齿轮箱第II级、第I级的啮合频率,因而可判断故障出现在第II级、第Ⅲ级。  4.特殊分析  在倒频谱(图9、图10)中可以看到,4#和5#机组的倒拼图中都有一个明显的频率为9.8Hz的尖峰,这个频率与 中间轴的转频相同,说明中间轴的回转误差较大,是主要的调制源。  对比包络解调谱(图11、图12)可以看出,5#机组19.5Hz、39.1Hz和58.6Hz(中间轴转频的2倍频、4倍频和6倍频)就是调制的频率,说明中间轴发生了故障。  从图13、图14可以看到,齿轮箱的频谱以第Ⅱ级、第Ⅲ级齿轮啮合频率(196Hz、531Hz)及其倍频为中心频率,以中间轴的转频及其倍频为调制频率形成上下边频带。  据以上分析,可以确定该齿轮箱的第Ⅱ级和第Ⅲ级轴、齿轮、轴承存在缺陷,拆检结果与诊断结果相符。  三、结论。  1.拆检结果证明,用上述方法可以快速、准确地判断出待检齿轮箱是否存在故障以及故障所在。.net  2.风力发电机组工作环境十分恶劣,输入载荷变化频繁,故障率非常高,维修困难。建议加强机组安全保护方面的设计(如加装机组状态监测系统等)。风电材料设备  3.风力发电机组由于结构复杂,转速变化频繁,故障类型多,有必要采用多种手段(如噪声测试、油液分析等)进行综合精密故障诊断。 中国风电材料设备  参考文献  1 易良集一简易振动诊断现场实用技术.北京:机械工业出版社,2003  2 钟秉林,黄仁.机械故障诊断学.北京:机械工业出版社,1997.  3 丁康,李魏华,朱小勇.齿轮及齿轮箱故障诊断实用技术.北京:机械工业出版社,2005风电材料设备  4 张来斌,王朝晖,张喜延,樊建春.机械设备故障诊断技术及方法.北京:石油工业出版社,2000  5 徐敏,黄昭毅设备故障诊断手册.西安:西安交通大学出版社,1998  3.频坷分析  由图6可见,5#机组齿轮箱的频谱图既有调幅成分又有调频成分(调制频率对中心频率的幅值不对称)。

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