时献江，　房钦国，　赵晓文，　杜恒，　司俊山

(哈尔滨理工大学 机械动力工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080)



风力发电机传动系统故障诊断的机电仿真研究

时献江，房钦国，赵晓文，杜恒，司俊山

(哈尔滨理工大学 机械动力工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘要:为了研究风力发电机组传动系统齿轮故障在发电机电流信号中的响应过程，扩展电流信号诊断方法的应用范围。在考虑齿轮啮合刚度变化和模拟断齿故障变化特征的基础上，建立齿轮副动力学模型；以典型的双馈风力发电机为对象，建立双馈发电机及其控制系统模型。利用齿轮副和发电机的转速参数关联两个模型，构建机电联合仿真模型。在理论上研究齿轮正常或存在断齿时的电流故障特征，并与试验台模拟故障试验比较。仿真与试验结果表明，发电机定子电流可以准确反映齿轮的故障特征信息，且在离网状态下，主要会引起电流信号的频率调制特征。

关键词:风力发电机；传动系统；齿轮；定子电流；故障诊断;仿真

0引言

随着风力发电技术的发展，以单体机组大型化、集中安装和控制为特点的风电场成为主要发展方向[1]。随着风力发电机组的保有量和在役运行时间的增长，其维修成本越来越大，据统计，目前风机的维护费用占总成本的25%～30%[2]。虽然大多数风场均配备较完善的数据采集与监控系统(supervisory control and data acquisition，SCADA)，但是其检测参数多为温度、电压和电流等常规静态检测参数，缺乏振动等动态监控及诊断手段，主要原因是振动诊断传感器成本高，安装与信号传输不便。……