基于AM和CNN的多级特征融合的风力发电机轴承故障诊断方法

提出一种基于注意力机制的多级特征融合卷积神经网络(A2ML2F-CNN)故障诊断方法。该方法将原始电流和振动信号作为输入,首先使用基于注意力卷积神经网络(AMCNN)模块分别进行数据信号特征提取,并进行一级特征融合连接。在此基础上,再次分别采用注意力机制一维卷积神经网(AM1DCNN)和二维卷积神经网络(2DCNN)提取相关信息,并进行二级特征融合,以此来解决单传感器数据故障信息不足及互补特征难以提取的问题,最后采用全连接层和Softmax层进行分类,得到诊断结果。为验证所提方法的故障诊断效果,通过帕德伯恩数据集进行实验验证,并将其与CNN、LSTM、SVM等方法的诊断精度进行对比,相较于上述方法,该文方法的诊断准确率分别提高1.8、3.2和4.8个百分点,验证了所提方法的有效性。

风力发电机组轴承润滑系统的优化与运行效率提升

随着全球能源需求的增长和对清洁能源的重视,风力发电作为一种可再生能源,越来越受到各国的重视,风力发电机组是风电场的核心设备,轴承作为风力发电机组的关键部件,直接影响其运行效率和使用寿命,轴承润滑系统的设计和维护在风机的稳定运行中起着重要作用,润滑不足或润滑过度都会导致轴承磨损、发热甚至故障停机,因此,优化风力发电机组轴承润滑系统,不仅可以延长轴承寿命,还能提高整个风电机组的运行效率。本文根据笔者工作实践,对风力发电机组轴承润滑系统的优化与运行效率提升进行了分析和探讨。

考虑不平衡磁拉力的双馈异步风力发电机轴承外圈故障动力学建模

轴承故障会引起双馈异步风力发电机转子气隙变化,产生不平衡磁拉力(UMP)。为准确揭示双馈异步风力发电机轴承故障振动特性,开展了考虑UMP的双馈异步风力发电机轴承外圈故障动力学建模研究。首先,基于赫兹接触理论构建了轴承外圈故障模型;然后,推导了正常和轴承故障下发电机转子的气隙磁密,得到了发电机转子受到的UMP解析式;最后,采用Runge-Kutta法对模型进行求解,得到了轴承故障振动响应。试验分析表明:所提动力学模型能够有效揭示双馈异步风力发电机轴承故障振动信号的双冲击现象,UMP激励会影响风力发电机轴承外圈故障振动信号的调制特性。为风力发电机轴承故障诊断提供了新的理论参考。

基于变分模态分解的风力发电机组轴承故障检测方法研究

为实现对轴承故障的精准检测,引进变分模态分解技术,以某风力发电机组为例,开展轴承故障检测方法的设计研究。先进行模态信号的转换,将处理后的信号与变分模态预估中心频率进行混合,将信号调制到与中心频率相匹配的基频带上,实现基于变分模态分解的采样模态信号带宽计算;根据风力发电机组轴承信号的变化周期、变化方式,提取异常信号峭度,将其作为风力发电机组轴承异常信号特征;提取轴承在常规运行条件下、内圈故障运行条件下、外圈故障运行条件下的振动信号序列,对采样信号进行VMD分解,将分解后的信号录入计算机与轴承运行信号进行适配,根据匹配结果,掌握轴承当前所处的工况与状态,以此实现风力发电机组轴承故障检测。对比实验结果表明,设计的方法可以在排除外界环境与相关因素干扰的条件下,实现对发电机组轴承故障信号的精准识别。

风力发电机组发电机轴承润滑脂的开发及应用

风力发电机组作为长期在户外恶劣环境中运行的大型贵重精密机械,其传动系统对润滑的要求非常高。本文研制了一款风力发电机组发电机轴承润滑脂。性能对比结果表明,研制脂性能达到或超过进口润滑脂的水平,尤其在低温性能、极压性能和润滑寿命方面明显优于进口润滑脂,可满足兆瓦级风电机组发电机轴承的润滑需求;产品已成功在国内某风场试应用,获得客户认可。

风力发电机叶片轴承故障原因、影响与解决方案

风力发电机叶片轴承故障是影响风力发电机运行稳定性和效率的重要因素之一。本文以某风力发电场为例通过分析叶片轴承故障的原因、影响和解决方案,通过采取相应的解决方案,可以有效降低叶片轴承故障的发生率,提高风力发电机的运行稳定性和效率。

螺栓预紧力对风力发电机组变桨轴承强度影响的研究

变桨轴承是风力发电机组的核心传动部件,为研究螺栓预紧力对其强度的影响,以某型风力发电机组三排滚柱回转支承为研究对象,通过有限元方法建立“轮毂-轴承-叶片”模型,利用梁单元模拟螺栓并施加预紧力,非线性弹簧单元模拟实体滚子,进行变桨轴承静力学仿真计算。对比不同螺栓预紧力下极限工况对三排滚柱回转支承套圈应力、位移、滚动体接触载荷分布规律的影响及螺栓自身强度。结果表明,减小螺栓预紧力时,轴承套圈油槽位置应力减小,滚动体接触载荷减小,套圈位移增大。考虑到轮毂侧的滚动体承载略大于叶片侧,实际装配过程中可适当增大内圈螺栓预紧力。

风力发电机主轴轴承零游隙位置概率分析

预紧量对轴承的运行状态和使用寿命有着重要的影响.为了保证主轴轴承的合理装配,需要确定轴承的零游隙位置.首先,采用厚壁圆筒理论计算了轴承游隙的变化量,从而确定轴承的零游隙位置.而后,建立了轴承零游隙的有限元位移模型,提出了一种更加准确的零游隙位置计算方法.考虑到随机因素的影响,提出了Kriging代理模型的方法,分析了风电主轴轴承零游隙下内外圈位置的概率分布特性.最后,数值算例表明,Kriging模型预测的最大误差在0.1%以内,表明所提出的方法具有较高的精度和适用性.

风力发电机组变桨轴承润滑方案设计探讨

风力发电是能够为配电网运行提供电能的途径之一,为保障风力发电机组变桨润滑系统的正常运行,本文以变桨轴承润滑系统为主要研究对象,设计一种新型集成式全并联结构双线风机变桨轴承润滑系统,在对当前风力发电机组应用的变桨润滑系统运行情况进行简单介绍之后,着重从变桨轴承润滑方案设计的角度,对该系统的运行和应用情况进行了研究和分析,希望能够为保障风力发电机组的安全运行提供优化的思路和借鉴经验。

双馈风力发电机转轴微动磨损原因分析及预防措施

针对双馈风力发电机转轴微动磨损故障,从发电机的振动,转轴与轴承内圈的配合以及材料性能等方面进行分析,认为轴承原始游隙过小,轴承过盈量偏小,机组振动偏大以及摩擦副材料性能不足是导致转轴呈蜂窝状损伤形貌的原因。通过增大转轴与轴承内圈间的过盈量和轴承原始游隙,减小振动,在接触副涂抹防蠕动膏的措施,有效解决了转轴微动磨损问题,保障了风力发电机的可靠运行。

风力发电机组齿轮箱故障分析及处理

风力发电机组齿轮箱作为关键传动设备,其可靠性对整个风力发电系统的运行效率和安全性至关重要。本文针对风力发电机组齿轮箱的常见故障进行了深入分析,包括齿面疲劳、胶合、轮齿折断、塑性变形、轴承损伤、断轴、油温高等,并探讨了故障产生的原因与处理措施。本文根据某风电场齿轮箱故障案例,提出了要建立齿轮箱油温预警及油样定期检测机制,并结合齿轮箱各级传动的在线振动状态监测及齿轮箱内窥镜检测,综合评估齿轮箱的运行状态,减少齿轮箱故障带来的经济损失,以提高齿轮箱的运行稳定性和可靠性。

风力发电机转盘轴承润滑脂的研制

微动磨损是风力发电机转盘轴承的主要失效模式,研制了抗微动磨损性能良好的风力发电机转盘轴承润滑脂。经过配方考察,风力发电机转盘轴承润滑脂的基础油为合成酯与聚α-烯烃调合油,40℃运动黏度135.0 mm^2/s^145.0 mm^2/s,稠化剂为复合锂皂,添加有3.0%的磷系和钼盐复配的抗磨极压剂,0.5%的石油磺酸盐防锈剂,0.5%的羧酸及其衍生物抗腐蚀剂,0.5%的胺抗氧剂及0.5%的酚抗氧剂。研制的润滑脂工作锥入度330单位,滴点305℃,铜片腐蚀1b,EMCOR防锈试验(1.0%盐水)0级,氧化压力降23 k Pa,-40℃启动转矩0.175 N·m,-40℃运转转矩0.036 N·m,烧结负荷3089 N,微动磨损为0 mg,FE9轴承寿命试验为192.86 h。研制的润滑脂抗微动磨损性能优良,达到了研制目的。

风电轴承润滑脂的研究进展

风电轴承的过早失效降低了风机的可靠性,增加了维护运营成本,而轴承性能的优化和可靠性的提高要求润滑脂在各种工况下均能提供理想的润滑性能。总结了风电机组主轴、变桨、偏航和发电机系统中轴承的失效形式,并阐述了润滑脂针对微剥落、微动磨损和电蚀问题的研究进展;对目前风电轴承润滑脂的配方研制和现场试验情况进行了分析总结,其润滑脂普遍采用合成基础油和多种功能添加剂复配协同才能满足润滑要求,现场试验结果表明国产润滑脂性能与在用进口润滑脂相当;润滑脂的组成对风电轴承磨损的影响机制有待进一步深入研究,且应当加快建设自主风电轴承模拟试验台架,为润滑脂的选择提供依据。

风力发电机组主轴轴承润滑脂的研制及应用

文章介绍了一款风力发电机组主轴轴承润滑脂的研制,采用FE9、FE8、SRV和SKF EMCOR台架试验评价其寿命和摩擦磨损等性能。三年的上机应用结果表明该产品可以满足风力发电机组主轴轴承的润滑要求,其长寿命可有效提高润滑可靠性,优秀的润滑性能可有效降低主轴轴承的温升与能耗。

风力发电机变桨轴承强度分析及影响因素

以某MW级风电机组双排四点接触球转盘轴承为例,采用ANSYS有限元分析软件建立叶片-轴承-轮毂的整体有限元模型,将钢球与沟道的非线性接触等效为弹簧单元,进行轴承结构强度和接触强度校核计算,该分析方法可减少大规模的接触计算,提高变桨轴承计算效率。对轴承宽度、加强盘厚度、轴承外径、沟道位置、预紧力等影响参数进行了研究,结果表明:增大轴承宽度、外径以及适当增加预紧力,有利于提高变桨轴承的静承载性能及疲劳性能;适当增大加强盘厚度,可有效提高变桨轴承沟道边缘的承载能力;沟道位置下移,可有效改善变桨轴承套圈的疲劳强度。

基于SCADA数据的风力发电机轴承状态识别方法

提出一种基于SCADA数据的轴承状态识别方法。首先,从SCADA运行数据中提取与轴承状态相关性较高的发电机轴承温度、发电机转速、有功功率、机舱环境温度等原始特征;然后,构建了轴承温度与环境温度差,前、后轴承温度差以及多尺度的轴承温升监测值等敏感特征;最后,采用随机森林算法建立智能识别模型对发电机轴承进行状态辨识。风电场实例数据的验证结果表明,本文构建指标能有效提高模型的辨识性能,与随机森林算法相结合能够实现风电机组发电机轴承全类型状态的有效辨识。

直驱风力发电机主轴承失效原因分析及改进措施

针对某直驱风力发电机用大锥角双列圆锥滚子轴承使用过程中出现过早失效的问题,分析了该轴承的工作特点,并将失效轴承与正常轴承进行对比,得到其失效主要原因为压盖刚性不足导致压盖压紧力较小以及轴承负游隙值较小,进而使轴承运行过程中预紧力消失。提出以下改进措施:为提高压盖预紧力,替换轴承压盖;为增大轴承负游隙值,磨削轴承内隔圈以及增大轴承内圈与轴的过盈量。改进后轴承装机运行过程中未出现异常,满足风机运行工况要求。

基于WSGMD和AMOMED的风力发电机齿轮箱轴承早期故障诊断

围绕风力发电机齿轮箱轴承早期故障诊断困难这一难题,提出一种基于加权辛几何模态分解和自适应多点最优最小熵解卷积的诊断新方法。首先,采用辛几何模态分解将原始振动信号分解为多组辛几何分量,计算各分量的Gini系数并据此对各分量进行加权重构,得到信噪比提升的重构信号。为了进一步强化放大重构信号中的故障特征,通过鲸鱼优化算法对多点最优最小熵解卷积的滤波长度及冲击周期进行自动搜索,获取最佳参数后对重构信号做进一步解卷积处理,最终通过解卷积信号的包络解调分析来识别轴承服役状态。风电现场机组振动监测信号验证表明,该方法可准确辨识出轴承早期故障,具有广阔的工程应用前景。

大兆瓦风力发电机主轴用圆锥滚子轴承保持架销孔加工方法

针对大兆瓦风力发电机主轴用圆锥滚子轴承支柱保持架垫圈销孔轴线与垫圈轴线的夹角及销孔位置度精度要求高的问题,提出在现有摇臂钻床上增加数控分度台并制作专用工装的改进措施,实际加工表明该方法可以满足该类保持架销孔的加工需求。

基于风力发电机轴承复合故障特征提取方法分析

本文通过利用ICA在信号处理以及LE在信息特征分析方面的长处,从而有效提出风力发电机轴承复合故障特征,利用仿真实验的方式,验证本研究中所采用方法的真实。