風電機傳動系統(tǒng)振動故障的智能診斷方法

（王志新　陳琳）

（內蒙古霍林河露天煤業(yè)股份有限公司新能源部）

摘　要：中國推行可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略給新能源的發(fā)展帶來了機遇。由于煤炭等不可再生能源的消耗日益嚴重,國家不得不開發(fā)新型能源來滿足需求,其中風能便是Z為重要的一種新型能源,風電機組便是其產物,被廣泛地應用。本文將對風電機傳動系統(tǒng)振動故障的診斷技術現(xiàn)狀進行分析，根據其出現(xiàn)振動故障的原因，提出智能的診斷方法。

關鍵詞：風電傳送系統(tǒng)；振動故障；智能診斷

中國是一個制造業(yè)大國，它所生產的產品均需依靠不可再生能源的消耗，由于不可再生能源的數(shù)量有限，便轉向發(fā)展可再生能源，既能滿足需要，又不污染環(huán)境 風能便是清潔可再生能源中的代表，隨著風能的應用，相關產業(yè)也迅速發(fā)展，本文將對風電機進行深入研究。

1、風電機傳動系統(tǒng)震動故障診斷技術的現(xiàn)狀

能源消耗的逐漸擴大，導致了中國的能源危機 不僅僅是可利用資源的逐漸減少，而且會對環(huán)境造成污染，這就促使了風能以及相關產業(yè)的發(fā)展 然而風電機傳動系統(tǒng)振動故障的問題困擾著相關企業(yè)，解決系統(tǒng)振動故障問題成為了Z為重要的問題要想使問題得到解決，必須要了解風電機傳動系統(tǒng)振動故障的原因以及故障診斷技術的發(fā)展水平 本文首先講述了風電機傳動系統(tǒng)振動故障診斷的意義，然后結合國內外的故障診斷技術進行分析。

1.1風電機傳動系統(tǒng)震動故障診斷的意義

人類所需要的能源多種多樣，但目前來看，由于科技水平的限制，很多種能量不能被開發(fā)利用 我國的煤炭資源豐富，但煤炭資源有限并且在使用過程中對環(huán)境造成了嚴重的影響，這不利于中國的發(fā)展。

在這種情況下，中國便轉向于開發(fā)新能源，新能源主要是自然界一些無限的資源，并且有易開發(fā) 對環(huán)境無污染等特點 但是由于我國技術水平的限制，很多種新能源都不能得到合理的應用，只有相對較少的幾種被運用到生產中，其中風能Z具代表性 。但風能的轉化需要依靠風電機組，風電機組傳動系統(tǒng)由于其工作的條件而容易發(fā)生振動故障 風能的轉化效率與風電機組的效率息息相關。

我國風電機等產業(yè)的迅速發(fā)展的同時也存在很多問題，如果風電機傳動系統(tǒng)振動故障診斷技術水平達不到，就會使得風電機的故障頻頻出現(xiàn)，而風能的轉化效率也大打折扣，這不利于中國的經濟發(fā)展，因此提高風電機傳動系統(tǒng)振動故障診斷技術水平刻不容緩，也意義重大。

1.2風電機傳動系統(tǒng)震動故障診斷技術的水平

我國的風電機的發(fā)展比國外晚，因此在風電機傳動系統(tǒng)振動故障診斷技術水平方面也落后于外國。風電機傳動系統(tǒng)以及振動故障診斷技術是伴隨新能源開發(fā)的產物，由于國外對新能源開發(fā)的起步較早，因此在診斷技術方面相對成熟，有較完整的一套風電機傳動系統(tǒng)振動故障診斷技術體系，能確保風電機的效率。

而在我國，普遍是以傳統(tǒng)的不可再生能源為主，近年來才開始研究新能源的開發(fā)利用，雖然我國的風電機發(fā)展迅速，但由于沒有相對成熟的振動故障診斷技術，因此大大降低了新能源開發(fā)的效率 我國由于技術的落后而導致了發(fā)電效率低下，因此提高振動故障診斷技術是我國在開發(fā)新能源方面的基礎。

無論是國內還是國外，振動故障診斷技術的原理基本相似，都是根據所采集到的故障信息進行分析，究其原因，從而提出解決方案。目前的診斷技術主要有三種，分別是：解析模型、信號處理和向機器學習三種方法。 這三種方法都存在一定的弊端，因為風電機的內部結構復雜，信號不穩(wěn)定等給研究造成了一定的阻礙，使得現(xiàn)階段的診斷難成體系，這更加需要探索出智能的診斷方法來促進風電機效率的提升減少故障發(fā)生頻率。

2.風電機傳動系統(tǒng)震動故障的分析

2.1風電機傳動系統(tǒng)震動故障形成的原因

經過大量的研究表明，風電機組內部機械部件的受力不平衡長時間的磨損或者機械部件的斷裂都會引發(fā)風電機組的振動故障，故障形成后，便以振動的形式表現(xiàn)出來 而這種故障發(fā)生Z多的部位是在風電機的傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)的部件主要包括：風輪 低速軸齒輪和高速軸以及發(fā)電機。其中Z容易發(fā)生故障的部位是風輪齒輪箱和發(fā)電機 在這三個部位中，每個部位如果操作不當均會發(fā)生振動故障，本文將對其進行詳細研究。

2.2風電機傳動系統(tǒng)震動故障形成的部位

風電傳動系統(tǒng)是風電機組中Z容易發(fā)生振動故障的部位，其中以風輪齒輪箱和發(fā)電機三個部分為主。在這三個部件中，齒輪箱又是故障頻率高發(fā)區(qū)，研究故障形成的主要部位和機理是對故障排除的Z為直接有效的方法 以下將重點論述：

：齒輪故障會以振動的形式表現(xiàn)出來，引起故障的原因主要有兩個方面，分別是交變載荷過多和齒輪自身的原因。交變載荷損傷是由于 交變載荷給齒輪施加交變應力，當超過齒輪的承受范圍時會出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，這種破裂逐漸積累造成振動故障；而齒輪自身的損傷是由于齒輪的操作不得當或者沒有進行維護，這一方面會產生較大的應激力，造成齒輪損傷，另一方面是由于清潔不得當而造成磨損，這都會導致故障生成。

第二：承軸受到交變載荷的作用，會使得在交變應力的作用下，承軸各部件發(fā)生接觸，從而產生撞擊，發(fā)生振動故障。

3.風電機傳動系統(tǒng)震動檢測與故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)

風電機組首先要對各部件進行監(jiān)測，并根據監(jiān)測數(shù)據得到診斷的方法，并通過報警或聲音進行提示 它的實現(xiàn)需要一定的條件進行支持。

：故障監(jiān)測診斷出的數(shù)據要及時準確并且完整，之后要使數(shù)據系統(tǒng)清楚并且安全性高。

第二：要實現(xiàn)智能故障診斷必須保證數(shù)據傳輸?shù)目煽浚€要保證高效率，使得訪問容易進行。

第三：要建立良好的人機界面，使得操作容易進行，可以直接顯示出診斷結果，并且可以進行下一步的工作。

4.總結

新能源要想完全取代舊能源，必須要不斷地改進設備，以提高風能等的轉化率 風能轉化主要是通過風電機組進行，但風電機組也有一些缺點，它由于工作環(huán)境差而經常出現(xiàn)振動故障，因此需要一套合適的方針來對風電機的各個部位進行監(jiān)測和診斷，以使其故障發(fā)生概率不斷降低。

來源：《中小企業(yè)管理與科技》