基于阶次分析的非平稳工况下风力发电机组齿轮箱故障诊断
Fault Diagnosis of Wind Turbine Gearbox Under Nonstationary Condition based on Order Analysis
- 机械传动 2020年44卷第12期 页码：141-145
- 作者机构：
1.山东中车风电有限公司， 山东 济南 250022
2.山东大学 机械工程学院 高效洁净机械制造教育部重点实验室， 山东 济南 250061
- 作者简介：
赵登利（1981— ），男，山东省莘县人，硕士研究生，高级工程师，研究方向为风力发电机组设计。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.023
中图分类号：
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赵登利,陈孝旭,徐浩等.基于阶次分析的非平稳工况下风力发电机组齿轮箱故障诊断[J].机械传动,2020,44(12):141-145.
Zhao Dengli,Chen Xiaoxu,Xu Hao,et al.Fault Diagnosis of Wind Turbine Gearbox Under Nonstationary Condition based on Order Analysis[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(12):141-145.
赵登利,陈孝旭,徐浩等.基于阶次分析的非平稳工况下风力发电机组齿轮箱故障诊断[J].机械传动,2020,44(12):141-145. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.023.
Zhao Dengli,Chen Xiaoxu,Xu Hao,et al.Fault Diagnosis of Wind Turbine Gearbox Under Nonstationary Condition based on Order Analysis[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(12):141-145. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.023.
摘要
齿轮箱是风力发电机组的关键传动部件，长期承受复杂的非平稳负载，容易出现裂纹、断齿、磨损等齿轮故障，造成安全事故及经济损失，对其进行故障诊断意义重大。针对传统的频谱分析方法无法满足非平稳工况下风电机组齿轮箱故障诊断的问题，利用阶次分析的方法对齿轮箱进行了故障诊断研究。分析了阶次分析方法的基本原理，推导并总结了齿轮箱特征阶次，最后，利用阶次分析方法对真实风场数据进行分析，准确识别了齿轮箱中的故障。
Abstract
Gearbox is the key transmission part of wind turbine. It bears complex non-stationary load for a long time，and is prone to crack，teeth broken，wear and other gear faults，resulting in safety accidents and economic losses. It is of great significance to diagnose the faults. In view of the problem that the traditional spectrum analysis method can't meet the fault diagnosis of the wind turbine gearbox under nonstationary condition，the order analysis method is used to study the fault diagnosis of the gearbox. The basic principle of the order analysis method is analyzed，and the characteristic order of the gearbox is deduced and summarized. Finally，the real wind field data is analyzed by the order analysis method，and the fault in gearbox is identified accurately.
关键词
风力发电机组齿轮箱阶次分析非平稳故障诊断
Keywords
Wind turbineGearboxOrder analysisNonstationaryFault diagnosis
references
GARCIA MARQUEZ F P，TOBIAS A M，PINAR PEREZ J M，et al.Condition monitoring of wind turbines：Techniques and methods［J］.Renewable Energy，2012，46：169-178.
GWEC.Global Wind Report 2018［EB/OL］.2019.https：//gwec.net/https://gwec.net/.
SALAMEH J P，CAUET S，ETIEN E，et al.Gearbox condition monitoring in wind turbines：a review［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，2018，111：251-264.
陈雪峰，李继猛，程航，等.风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展［J］.机械工程学报，2011，47（9）：49-52.
CHEN Xuefeng，LI Jimeng，CHENG hang，et al.Research and application of condition monitoring and fault diagnosis technology in wind turbines［J］. Journal of Mechanical Engineering，2011，47（9）：49-52.
赵勇，韩斌，房刚利.风力发电机状态监测与故障诊断技术综述［J］.热力发电，2016，45（10）：1-5.
ZHAO Yong，HAN Bin，FANG Gangli.A survey of condition monitoring and fault diagnosis for wind power generators［J］.Thermal Power Generation，2016，45（10）：1-5.
王晶晶，吴晓铃.风电齿轮箱的发展及技术分析［J］.机械传动，2008，32（6）：5-8.
WANG Jingjing，WU Xiaoling.Development and technical analysis of wind trbine gearbox［J］.Journalof Mechanical Transmission，2008，32（6）：5-8.
郝旺身，韩捷，董辛旻，等.兆瓦级风电增速箱监测与诊断系统研究［J］.机械传动，2011，35（6）：56-58.
HAO Wangshen，HAN Jie，DONG Xinmin，et al.Study on development of condition monitoring and fault diagnosis system on MW-class wind turbines［J］.Journal of Mechanical Transmission，2011，35（6）：56-58.
QIAO W，LU D.A survey on wind turbine condition monitoring and fault diagnosis-part I：components and subsystems［J］.IEEE Transactions on Industrial Electronics，2015，62（10）：6536-6545.
VAMSI I，SABAREESH G R，PENUMAKALA P K.Comparison of condition monitoring techniques in assessing fault severity for a wind turbine gearbox under non-stationary loading［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，2019，124：1-20.
桂勇，韩勤锴，李峥，等.风机行星齿轮系统齿轮裂纹故障诊断［J］.振动.测试与诊断，2016，36（1）：169-175.
GUI Yong，HAN Qinkai，LI Zheng，et al.Fault diagnosis of gear cracks in fan planetary gear system［J］.Journal of Vibration，Measurement & Diagnosis，2016，36（1）：169-175.
冯志鹏，褚福磊.行星齿轮箱齿轮分布式故障振动频谱特征［J］.中国电机工程学报，2013，33（2）：118-125.
FENG Zhipeng，CHU Fulei.Vibration spectral characteristics of distributed gear fault of planetary gearboxes［J］.Proceedings of the CSEE，2013，33（2）：118-125.
冯志鹏，赵镭镭，褚福磊.行星齿轮箱齿轮局部故障振动频谱特征［J］.中国电机工程学报，2013，33（5）：119-127.
FENG Zhipeng，ZHAO Leilei，CHU Fulei.Vibration spectral characteristics of localized gear fault of planetary gearboxes［J］.Proceedings of the CSEE，2013，33（5）：119-127.
王一凡，李方义，贾秀杰，等.浮动式齿圈行星齿轮箱齿轮故障振动频谱模型［J］.计算机集成制造系统，2017，23（9）：1875-1882.
WANG Yifan，LI Fangyi，JIA Xiujie，et al.Vibration spectral models for gear fault of planetary gearboxes with floating ring gear［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems，2017，23（9）：1875-1882.
FYFE K R，MUNCK E D S.Analysis of computed order tracking［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，1997，11（2）：187-205.
BOSSLEY K M，MCKENDRICK R J，HARRIS C J，et al.Hybridcomputerorder tracking［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，1999，13（4）：627-641.
刘浩华.随机风速工况下的风机齿轮箱齿轮故障诊断研究［D］.济南：山东大学，2019：12.
LIU Haohua.Research on gear fault diagnosis of wind turbine gearbox under random wind speed［D］.Ji'nan：Shandong University，2019：12.
LI Y，DING K，HE G，et al.Non-stationary vibration feature extraction method based on sparse decomposition and order tracking for gearbox fault diagnosis［J］.Measurement，2018，124：453-469.
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