發(fā)布時(shí)間：2021-04-30 05:28

　　風(fēng)能是一種清潔的可再生能源,發(fā)展風(fēng)力發(fā)電能夠減少化石能源的燃燒,對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能轉(zhuǎn)化的設(shè)備,發(fā)電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷對(duì)于保障風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行、減少停機(jī)損失和避免災(zāi)難性事故十分重要。直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組中。軸承是支撐風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵核心部件,其可靠性直接影響風(fēng)機(jī)的效率和安全。本文主要研究直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的故障診斷問(wèn)題。軸承在恒轉(zhuǎn)速工況運(yùn)行時(shí),可以采用時(shí)域或頻域分析方法對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。如果軸承部件存在故障,則在振動(dòng)信號(hào)的包絡(luò)譜中會(huì)出現(xiàn)與軸承故障類型相關(guān)的特征頻率。由于風(fēng)速的方向和大小隨著天氣不斷變化,因而發(fā)電機(jī)軸承運(yùn)行在變轉(zhuǎn)速工況。變轉(zhuǎn)速工況會(huì)使得頻譜中的譜線變得模糊,從而影響對(duì)軸承故障類型的判斷。階次分析方法能夠?qū)r(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為角域信號(hào),從而階次譜中的譜線將不再隨著轉(zhuǎn)速變化,因而適用于變轉(zhuǎn)速工況下的軸承故障診斷。階次分析需要轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速信號(hào)用作角域重采樣的參考信號(hào)。在某些情況下,風(fēng)機(jī)的生廠商或者風(fēng)電廠無(wú)法提供精確的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考信號(hào)。此時(shí),需要... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 選題意義
        1.1.2 風(fēng)力發(fā)電的研究現(xiàn)狀分析
        1.1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    1.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組故障診斷研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 風(fēng)機(jī)故障診斷文獻(xiàn)分析
        1.2.2 機(jī)組的常見(jiàn)故障分析
        1.2.3 永磁同步發(fā)電機(jī)故障診斷分析
        1.2.4 當(dāng)前研究存在的問(wèn)題總結(jié)
    1.3 論文的主要研究工作
        1.3.1 論文主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 變轉(zhuǎn)速工況下基于階次分析的軸承故障診斷
    2.1 引言
    2.2 恒轉(zhuǎn)速工況下基于頻譜分析的軸承故障診斷
    2.3 變轉(zhuǎn)速工況下基于階次分析的軸承故障診斷
        2.3.1 階次分析基本原理
        2.3.2 階次分析的實(shí)現(xiàn)方式
    2.4 無(wú)轉(zhuǎn)速計(jì)階次分析
        2.4.1 基于振動(dòng)信號(hào)分析的轉(zhuǎn)速估計(jì)和階次分析
        2.4.2 基于電流信號(hào)分析的轉(zhuǎn)速估計(jì)和階次分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 噪聲干擾下永磁同步發(fā)電機(jī)軸承自適應(yīng)故障檢測(cè)方法研究
    3.1 引言
    3.2 基于發(fā)電機(jī)電流分析的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)
        3.2.1 基于過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)ZCP的自適應(yīng)頻率范圍估計(jì)
        3.2.2 使用零相位無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波
        3.2.3 構(gòu)建解析信號(hào)提取轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度
    3.3 基于振動(dòng)信號(hào)分析的軸承階次分析
    3.4 基于隨機(jī)共振的軸承故障特征增強(qiáng)和檢測(cè)
        3.4.1 基于隨機(jī)共振的微弱信號(hào)檢測(cè)
        3.4.2 基于時(shí)延反饋隨機(jī)共振方法的軸承振動(dòng)信號(hào)提取
        3.4.3 基于加權(quán)功率譜峭度指標(biāo)的TFSR參數(shù)調(diào)節(jié)
    3.5 方法小節(jié)
    3.6 實(shí)驗(yàn)裝置
    3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.7.1 軸承外圈小尺寸故障檢測(cè)
        3.7.2 軸承內(nèi)圈小尺寸故障檢測(cè)
        3.7.3 軸承外圈大尺寸故障檢測(cè)
        3.7.4 軸承內(nèi)圈大尺寸故障檢測(cè)
        3.7.5 算法效率分析
    3.8 討論
    3.9 本章小結(jié)
第4章 基于單一振動(dòng)信號(hào)分析的永磁同步發(fā)電機(jī)軸承故障診斷研究
    4.1 引言
    4.2 基于單一振動(dòng)信號(hào)分析的永磁同步發(fā)電機(jī)軸承故障診斷
        4.2.1 基于小波變換的時(shí)頻信號(hào)分析
        4.2.2 基于同步壓縮小波變換的軸承振動(dòng)信號(hào)分解
        4.2.3 在時(shí)頻面上進(jìn)行脊線提取
        4.2.4 重構(gòu)信號(hào)分量提取轉(zhuǎn)速信息
        4.2.5 振動(dòng)信號(hào)階次分析與軸承故障診斷
    4.3 實(shí)驗(yàn)裝置
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.1 軸承外圈故障診斷
        4.4.2 軸承內(nèi)圈故障診斷
        4.4.3 小波母函數(shù)的選擇
    4.5 本章小結(jié)
第5章 變轉(zhuǎn)速工況下永磁同步發(fā)電機(jī)軸承故障模式識(shí)別研究
    5.1 引言
    5.2 基于電流和振動(dòng)信號(hào)分析的幅值補(bǔ)償矯正和階次分析
    5.3 階次信號(hào)的特征提取
    5.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軸承信號(hào)特征融合與模式識(shí)別
        5.4.1 反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        5.4.2 反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
    5.5 實(shí)驗(yàn)裝置
    5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.6.1 變轉(zhuǎn)速工況下的軸承振動(dòng)信號(hào)
        5.6.2 振動(dòng)信號(hào)幅值補(bǔ)償矯正
        5.6.3 振動(dòng)信號(hào)重采樣
        5.6.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練
        5.6.5 故障模式識(shí)別結(jié)果
        5.6.6 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 本課題創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 本課題展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3168929