桂　勇，　韩勤锴，　李　峥，　褚福磊

(1.清华大学摩擦学国家重点实验室　北京，100084) (2.装甲兵工程学院机械工程系　北京，100072)



变速行星齿轮系统故障诊断方法*

桂勇1,2，韩勤锴1，李峥1，褚福磊1

(1.清华大学摩擦学国家重点实验室北京，100084) (2.装甲兵工程学院机械工程系北京，100072)

摘要针对风力发电机行星齿轮系统变速非平稳工况，且故障信号耦合调制严重、传递路径复杂、噪声污染严重等特点，提出了基于阶次包络分析的故障诊断方法，详细阐述了方法原理和实现流程。通过对变速工况下的仿真加速度信号进行阶次包络分析，对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的阶次包络谱结构特性，总结了不同部件故障的特征阶次。在此基础上，通过对变速行星齿轮系统试验信号的分析表明：阶次包络分析方法能较好地抑制噪声干扰，反映故障特征清楚，且故障特征能作为变转速时行星齿轮系统故障诊断和定位的依据。

关键词风力发电机； 行星齿轮系统； 故障诊断； 变转速

引言

由于风场复杂多变，风力发电机运行工况复杂，且其内部的行星齿轮系统变速比大，承载载荷高，裂纹、剥落、断齿等故障频发，成为故障多发区。人们及时、准确地发现故障，对减小风电场损失，提高其运行效率具有十分重要的意义[1]。

由于受风切变、湍流等风力变化造成的非平稳工作条件以及频繁低速启动等因素的影响，风电行星齿轮系统的工作转速和载荷均是非平稳、时变的，这使得基于定转速工况下的故障诊断方法[2-3]，无法应用于实际风电齿轮系统的故障诊断。……