發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 05:02

【摘要】：行星齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件,也是故障發(fā)生率最高的部件之一,近年來隨著風(fēng)機(jī)容量的飽和,后期的保養(yǎng)與維護(hù)越發(fā)重要。因此,研究風(fēng)電齒輪箱的故障監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的平穩(wěn)輸電和后期維護(hù)有著重要意義。本文以一級(jí)行星齒輪箱為研究對(duì)象,利用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸馑惴?Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)提取齒輪箱中的故障特征,EEMD通過疊加高斯白噪聲填補(bǔ)信號(hào)的間斷處使信號(hào)變得連續(xù)平穩(wěn),這樣就可以有效的抑制經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?Empirical Mode Decomposition,EMD)過程中產(chǎn)生的模態(tài)混疊現(xiàn)象,提高信號(hào)分析的精度。首先,本文介紹了行星齒輪箱的結(jié)構(gòu)和典型故障并建立行星齒輪箱振動(dòng)信號(hào)模型,分析了EEMD的基本原理及算法,并與經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)進(jìn)行對(duì)比加以驗(yàn)證該方法能夠有效抑制EMD算法在分解過程中出現(xiàn)的模式混疊現(xiàn)象。其次,用三維建模軟件Solid Works建立風(fēng)電機(jī)組齒輪箱行星輪系模型,聯(lián)合ADAMS對(duì)風(fēng)電機(jī)組行星齒輪箱進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。分別建立正常和故障齒輪模型并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,對(duì)仿真得到的嚙合力特征做頻譜分析判斷齒輪的工作狀態(tài),驗(yàn)證虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的故障診斷的可行性。最后,搭建風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模擬試驗(yàn)臺(tái),分別在行星齒輪箱正常和故障條件下采集齒輪箱的振動(dòng)信息并將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行EEMD分解,對(duì)有效的IMF分量做包絡(luò)譜分析,通過包絡(luò)分析提取出信號(hào)中的特征頻率并診斷行星齒輪箱工作狀態(tài)。通過模型仿真分析,輪齒的故障頻率作為調(diào)制頻率會(huì)引起載波頻率的變化,通過對(duì)嚙合力的分析可以找到齒輪故障特征頻率成份以及相關(guān)成份,驗(yàn)證了仿真的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雖然行星齒輪箱的原始振動(dòng)信息復(fù)雜,通過對(duì)行星齒輪箱正常和故障狀態(tài)下的振動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,表明EEMD分解對(duì)于振動(dòng)信號(hào)的去噪以及抑制模態(tài)混疊現(xiàn)象具有十分明顯的效果,能夠準(zhǔn)確地反映故障特征頻率,驗(yàn)證了EEMD算法對(duì)行星齒輪箱故障診斷應(yīng)用的可行性。
【圖文】：

.1 課題的來源課題來自國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈的無傳感器故障方法研究”（批準(zhǔn)號(hào)：51275136）。.2 課題研究的目的和意義從現(xiàn)在的國際環(huán)境來看，能源的消耗與污染問題已經(jīng)成為全世界關(guān)注的，，能源的重復(fù)利用和清潔能源的開發(fā)已成為諸多領(lǐng)域的熱點(diǎn)，風(fēng)能與其他環(huán)再生的能源如太陽能、水能等相比，更加容易開發(fā)利用，而且不會(huì)對(duì)環(huán)生二次污染，不受季節(jié)、氣候、地域等因素的限制。風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展日趨，風(fēng)電場(chǎng)也在不斷擴(kuò)大，據(jù)世界風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)最新年度報(bào)告顯示[1]，2新增加的裝機(jī)容量歷史上首次超過 60GW,上線的風(fēng)能容量達(dá)到了 63GW，了去年的 51.7GW。截止到 2015 年，全球風(fēng)機(jī)安裝容量總數(shù)是 432.9 GW比于 2014 年累計(jì)市場(chǎng)增長超過 17%。萬千瓦 %

圖 1-3 模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)Fig.1-3 Simulation test bench system圖 1-4 行星齒輪箱實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.1-4 Planetary gear box experiment table所述，通過以上諸多文獻(xiàn)的相關(guān)介紹，不難看出現(xiàn)有的故障了風(fēng)電齒輪箱的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建也是模擬齒輪箱的號(hào)的處理也提出了很多方法，但是多數(shù)研究都是借助傳統(tǒng)定
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM315;TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704199