大型变速变桨风电机组传动系统振动特性测试分析

【摘要】： 大型变速变桨风电机组齿轮箱长期在变速变载荷状态下运行,故障率高,因此在运行过程中对其运行和振动特性进行分析,通过运行特性判断其运行状况,尽早解决运行过程中出现的问题,对于保障机组安全可靠运行非常重要。 本文以两种典型的1.5MW大型变速变桨风电机组为对象,通过机组运行状态数据和现场测试数据,对传动系统性能及齿轮箱振动特性进行分析,主要研究工作：1)深入分析研究了齿轮箱在不同运行状态下的振动特性,探讨了变速过程对于齿轮箱共振的影响；2)对实测齿轮箱振动信号的非线性特性进行了研究,采用替代数据法等方法对齿轮箱振动非线性进行了定量分析,探讨了变速过程中非线性特征的变化；3)基于实际运行工况数据,对机组传动系统的机械性能进行了分析,为变速变桨风电机组传动系统的设计和运行状态评估提供参考。 【关键词】：风电机组 传动系统 机械性能 振动特性 非线性
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM315
【目录】：

• 中文摘要3
• 英文摘要3-4
• 主要符号表4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 选题背景和意义8-11
• 1.1.1 风电机组发展趋势8-9
• 1.1.2 风电机组设计制造现状9-10
• 1.1.3 风电机组运行特点10-11
• 1.1.4 我国风电机组运行现状11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 风电机组传动系统监测诊断现状11-13
• 1.2.2 风电机组性能评估现状13-14
• 1.3 本文主要研究工作和内容14-15
• 第二章 风电机组工作原理及性能15-25
• 2.1 风轮吸收风能基本原理15-16
• 2.2 风电机组运行特性16-19
• 2.2.1 功率特性16-18
• 2.2.2 转矩特性18
• 2.2.3 推力特性18-19
• 2.3 风电机组简介19-25
• 2.3.1 风电机组结构21
• 2.3.2 风电机组传动系统21-22
• 2.3.3 运行方式22-24
• 2.3.4 载荷形式24-25
• 第三章 传动系统振动特性测试分析25-38
• 3.1 齿轮箱振动原理25-27
• 3.1.1 齿轮传动内部激励25-26
• 3.1.2 齿轮箱振动基本形式26-27
• 3.2 风电机组传动系统测试27-31
• 3.2.1 测试描述27-29
• 3.2.2 运行状态29-31
• 3.3 振动信号分析31-35
• 3.3.1 振动信号时域特征分析31-32
• 3.3.2 振动信号频谱32-33
• 3.3.3 振动信号倒频谱33-35
• 3.4 关于振幅变化原因的讨论35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 传动系统振动特性非线性分析38-52
• 4.1 混沌吸引子和相轨迹38-40
• 4.1.1 典型的混沌吸引子38-40
• 4.1.2 相轨迹40
• 4.2 非线性分析方法40-45
• 4.2.1 替代数据法40-43
• 4.2.2 Lyapunov指数43-44
• 4.2.3 非线性0-1检验44-45
• 4.3 相空间迭代奇异值分解降噪法45-47
• 4.3.1 噪声对计算结果的影响45-46
• 4.3.2 相空间迭代奇异值分解降噪法46-47
• 4.4 风电机组传动系统振动信号的非线性分析47-51
• 4.4.1 风电机组传动系统振动信号的相轨迹图48
• 4.4.2 风电机组传动系统振动信号的替代数据法分析48-50
• 4.4.3 风电机组传动系统振动信号的Lyapunov指数50-51
• 4.4.4 风电机组传动系统振动信号的0-1检验51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 基于运行数据的传动系统性能分析52-65
• 5.1 数据简介52
• 5.2 传动系统机械特性分析52-58
• 5.2.1 传动系统转矩分析52-54
• 5.2.2 同一风电机组不同时间扭矩特性对比54-56
• 5.2.3 不同风电机组扭矩特性对比56-58
• 5.3 变桨过程特性分析58-60
• 5.3.1 变桨操作对机组机械参数影响分析58-59
• 5.3.2 连续变桨过程中的机械参数变化分析59-60
• 5.4 启停机对机组机械参数的影响60-62
• 5.4.1 启动对机组的影响60-61
• 5.4.2 停机对机组的影响61-62
• 5.5 齿轮箱特性分析62-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 结论与展望65-66
• 6.1 结论65
• 6.2 工作展望65-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况72
• 一、发表论文72
• 二、参加科研项目72

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