基于EMD的風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承故障診斷方法研究.pdf

1、由于煤炭、石油等非可再生能源的日益短缺，以及消耗化石燃料導(dǎo)致的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，風(fēng)能因其可再生性、清潔、無污染等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到人們的青睞，風(fēng)力發(fā)電也倍受世界各國的高度重視。隨著大型風(fēng)電場的投入建設(shè)使用，設(shè)備的維護(hù)和故障診斷也成為風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。滾動(dòng)軸承在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)中扮演著重要的角色，它的運(yùn)行狀態(tài)將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能，對軸承的檢測具有重要的意義。
　　本文以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組滾動(dòng)軸承作為研究對象，深入探索滾動(dòng)軸

2、承的故障類型、發(fā)生原因等。以定、轉(zhuǎn)子間的磁通量變化對電流信號影響的數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，采用定子電流分析法(Motor Current Signature Analysis,簡稱MCSA)對滾動(dòng)軸承主要故障的機(jī)理、特征進(jìn)行分析。針對軸承信號非平穩(wěn)、非線性等特點(diǎn)，提出一種經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法（即EMD法），分離與處理電流信號中的微弱故障信息。此方法可篩分出電流信號中由高頻到低頻的所有有效成分，有效的分離出電流信號中的故障信息特征，消除干擾信號。檢測過

3、程更加方便、快速，分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。
　　針對上述分析方法，首先在Matlab/Simulink環(huán)境下，建立一個(gè)雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的仿真模型，模擬滾動(dòng)軸承在故障和正常狀態(tài)下定子電流的動(dòng)態(tài)變化過程，分析仿真數(shù)據(jù)。搭建包括電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、增速齒輪箱控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，設(shè)計(jì)信號采集方案，分別對軸承正常和故障狀態(tài)下的電機(jī)電流信號、軸的轉(zhuǎn)頻信號進(jìn)行EMD分析處理，同時(shí)將電流信號與轉(zhuǎn)頻信號的分析結(jié)果作對比。
　　通過理