阶次跟踪在行星齿轮箱非平稳信号故障诊断中的应用

2021-03-22赵东平

重庆理工大学学报(自然科学) 2021年2期

王博，王斌，赵东平

（1.西安航空学院飞行器学院，西安 710077；2.西安陕鼓动力股份有限公司，西安 710075）

风力发电机机组因其频繁低速启动、转速时刻随风速在变化，导致齿轮箱行星轮系在传动的过程中受到交变载荷的冲击，故齿轮箱行星轮系成为故障的高发区。对齿轮箱行星轮系进行状态监测及故障诊断，对提高发电效率以及降低因故障维修的停机时间具有非常重要的经济意义。

齿轮箱行星轮系因传动比大、承载高等特性，已成为齿轮箱中不可或缺的关键环节。振动加速度传感器拾取的齿轮箱行星轮系振动信号也是复杂的复合信号。一是齿轮箱行星轮系运行在时变工况下，导致壳体上拾取的振动信号是非平稳的［1-3］；二是多路径的传递特点，导致传感器拾取的振动信号是多路径调制的。若采用传统的傅里叶变换对齿轮箱行星轮系拾取的振动信号进行频谱分析，频谱中会出现“模糊”现象［4］，不能准确识别故障特征频率。

目前，国内外对于风电齿轮箱行星轮系的故障诊断的研究主要集中在平稳状态下，对于时变工况下齿轮箱行星轮系的故障诊断方法研究很少，且主要是对信号的时域和频域进行处理［5］，阶次分析在风电齿轮箱行星轮系故障诊断中的研究极少。

本研究利用阶次分析技术，解决了传统频谱分析在时变工况下的缺陷，对风电齿轮箱行星轮系进行了故障诊断。