无转速计阶比分析在电机轴承故障诊断中的应用

在变转速的工况下,针对传统的信号处理方法无法准确地确定电机轴承故障部位这一难题,提出并研究无转速计阶比分析方法.通过对所采集的故障信号进行短时傅里叶变换、转速追踪间接得到电机故障轴承的转速信号,完成转速信号的提取过程并进行阶比分析,得到轴承故障诊断结果.结果表明:该方法可以有效地对电机轴承故障部位做出具体的判断.

双馈风力发电机齿轮箱轴承无转速信号工况下的故障诊断研究

滚动轴承是风力发电机齿轮箱的结构里不能缺少的重要组件,时常会遭受磨损,特别是当有很大的载荷时,启停时刻转速的急剧增大或减小经常会导致其发生故障,因此针对非平稳工况下轴承的故障诊断是必要的。传统对风力发电机齿轮箱轴承的故障诊断算法有着不少弊端,如计算较复杂、效率不高、占时较长等。基于实现双馈风力发电机齿轮箱轴承故障诊断方法的优化,课题组结合风力发电机工作原理和机械结构特点,通过阶比(order)分析,进行与旋转部件转动有关的测量。课题组深入研究双馈风力发电机齿轮箱内部常见故障的在线监测与故障诊断系统,采集发生故障时的振动信号特征,并利用虚拟仪器技术与LabVIEW等多款软件通过新型传感器如扭矩传感器、风速传感器、位移传感器等进行构建诊断与监测环节,配合采集卡及逻辑控制编程,分析时域和频域故障特征,还尝试研究引入基于深度学习的大数据分析方法,更好地预测并解决风力发电机齿轮箱故障问题。仿真结果表明,通过对振动信号进行短时傅里叶变换,然后进行转速追踪、拟合并得到转速变化曲线,最后进行阶比分析,得出故障部位信息,实现了双馈风力发电机齿轮箱轴承无转速信号工况下的故障诊断分析。

基于频率变化极值时间的风电虚拟惯量约束与支撑控制

在系统频率变化极值时间内约束变速风机的虚拟惯量,是提升风电对系统频率主动支撑可靠性的关键。为此,首先分析了风电机组虚拟惯量的可控特性及评估方法。其次,量化风电高比例并网系统的频率变化极值时间,并考虑风机转速及功率裕度,在频率跌落或抬升期间约束虚拟惯量,提高风机惯量评估的可信度。在此基础上,分析系统频率安全下的惯量需求,利用风机转速追踪性能,提出频率变化极值时间内变速风机的虚拟惯量控制策略。最后,搭建风电高渗透电网仿真系统,对所提控制策略进行验证。研究结果表明:变速风机在所提控制策略下能够可靠满足系统调频需求,显著提升其对电网的主动支撑性能。

兆瓦级高压电励磁同步电机无速度传感器矢量控制应用研究

介绍了兆瓦级高压电励磁同步电机应用工况及特点,采用一种基于电励磁同步电机定子磁链模型的速度估计方法,实现了高压电励磁同步电机无速度传感器矢量控制及带速重投。详细介绍了电励磁同步电机的定子磁链模型,构建了基于模型参考自适应的速度估计模型,实现了电励磁同步电机转速估计。在转子磁场定向控制基础上,提出了基于电压外环的d轴电流控制方法和基于功率因数闭环的转子励磁电流控制方法,实现了同步电机转子磁场定向控制方法在大功率场合及高压变频器领域的应用实践。并提出一种基于同步机反电动势的转速追踪方法,实现了同步电机矢量控制下的带速重投。最后通过仿真和实际应用研究,验证了方法的可行性和有效性,对相关领域具有很高的参考和借鉴价值。

基于桨距角控制的双馈风机参与电网二次调频控制策略研究

单独依靠常规电源的热备用难以有效平抑大规模风电的功率波动,要求风电机组主动参与自动发电控制(AGC)是电力系统稳定运行的重要保证。为解决此问题,本文提出了一种基于桨距角控制的双馈风机(DFIG)参与电网二次调频控制策略。通过分析风机的特性,确定了考虑桨距角变化的最优转速功率追踪控制;通过引入风电场控制信号改进传统桨距角机构,并在此基础上进一步提出了双馈风机参与电网二次调频综合控制方案。仿真结果表明,在所提控制方案下,风机利用其可控的二次调频能力,有效地降低了严重的负荷扰动下系统频率的变化率,并实现了间歇式新能源的优先调度。