朱建乐

风力发电机安装地点一般都安排在风力较大的地方，如海边、山顶及无障碍物的沙漠等，工作环境比较恶劣。风力发电机组的齿轮箱结构复杂精密，在不同工况中的振动情况也比较复杂，相比较于其他部件，容易出现故障（齿轮箱故障占风机故障的1/5）。

1 风力发电机组齿轮箱结构

1） 风力发电机组齿轮箱结构。主要包括齿轮箱箱体、齿轮传动部件、轴承及配套的润滑系统。传动部件包含行星架、输入轴、太阳轮、行星轮、内齿圈、中间轴和输出轴。根据动力传动方式的不同，齿轮箱的结构可分为定轴齿轮传动、行星齿轮传动，以及两者的组合传动形式3 大类。其中齿轮箱的箱体为齿圈轴提供支撑，把叶轮的转动力传递给输出轴，承受着内部和外部多个载荷；齿轮箱内部包含3 行星轮和两级定轴齿轮传动。一级行星齿轮传动加二级定齿轮传动齿轮箱结构，如图1。

图1 齿轮箱结构

2） 风力发电机齿轮箱工作机理。叶轮在风的作用下转动，其轮毂转动带动齿轮箱的输入轴，进而带动行星架转动。行星与轮箱体上的内齿圈以及太阳轮啮合，在实现自转的同时又能实现公转，完成第一轮增速；然后太阳轮带动同轴大齿轮和中间轴上的小齿轮啮合转动，进而完成第二级增速；中间轴和输出轴的齿轮啮合转动形成第三级增速。通过三级增速，能以100 的传动比带动发电机发电。

2 系统框架设计

本文主要设计和实现一种风机齿轮箱故障诊断专家系统，该系统的组成如图2 所示。……