基于对抗变分自动编码器的风电机组传动链故障预警

利用状态监测与故障诊断能够确保风电机组运行的可靠性与安全性。为了解决风电机组故障诊断适用性差、精度低的问题,针对风电机组早期故障预警及定位工作,在传动链故障诊断中引入深度学习算法,基于监控数据采集系统提供的数据基础,结合稀疏字典对对抗变分自动编码器(AVAE)进行改进,引入非线性深度表示,以降低数据维数,进而实现对原始数据内在特征的多样化、有效提取。同时,提出了一种AVAE-SDL故障诊断模型,可以有效排除训练过程中随机噪声造成的影响,有利于从高维数据中进一步提取内在特征。案例分析结果证明,AVAE-SDL故障诊断模型能够准确检测出机组故障,不存在误报情况,可作为风电机组传动链故障诊断的可靠工具。

齿轮箱销套螺栓的连接强度分析

主轴与齿轮箱的连接是风电机组传动链中的重要结构,销套-螺栓连接形式的传扭结构得到了越来越多的应用,但目前针对销套-螺栓连接结构极限和疲劳强度的研究还较少。为此,建立了销套-螺栓连接结构有限元模型,对极限强度和疲劳强度进行了安全性评估。首先,建立了包含销套、螺栓、主轴以及齿轮箱等部件的有限元模型;然后,校核了各部件在极限扭矩下的极限强度,并分析了不同扭矩下结构的应力情况;最后,提出了考虑非线性应力情况的疲劳强度计算方法,并校核了结构疲劳强度。研究结果表明:销套-螺栓连接结构的传扭可分为三个阶段,第一阶段为外圈螺栓传扭,第二阶段为外圈销套与内圈螺栓传扭,第三阶段为外圈销套与内圈销套传扭;传扭过程中载荷与应力存在明显的非线性关系,疲劳强度分析需要考虑相应的非线性关系;传扭结构应力最大点和疲劳最大点均位于主轴侧销孔,应力为553 MPa,疲劳数值为0.1355,因此,设计时需要重点关注主轴接口的强度情况,保证连接的可靠性。

10MW变速直驱型风力发电机组的建模及Matlab仿真

构建了一个包含风速模型、功率转换模型、传动链模型等三个部分的10MW变速直驱型风力发电机组的标么值的Matlab模型。传动链模型是基于二质量块——轴数学模型所构建的动态模型。通过标么值的转换及灵活的参数调整,该模型能较准确地模拟各种变速直驱型风力发电机组。仿真分析获取了最大功率跟踪特性曲线,并得到了风力发电机组的四个工作区。结果还能表明,电负荷电磁阻力矩能动态地调整电机转子转速,从而在低速风时能实现风能最大功率的追踪。同时,风涡轮的桨距角能控制高速风的利用率,使风涡轮机工作在额定功率下,有效地防止整个风力发电系统的机械和电负荷容量的过载冲击。作为原动力模型,该模型有助于进一步研究变速直驱风力发电系统的功率特性和并网发电控制技术。

减缓风力发电机组驱动链载荷的控制器

提出一种采用H_∞全反馈控制方法,在求出全反馈系数K的基础上找出抑制不稳定扭力的传递函数,重新组成一个该型机组所需的载荷阻尼控制器。理论仿真结果证明此方法的可行性。

基于雅可比旋量的风电机组驱动链装配误差分析

为了对风电机组中的驱动链系统进行装配误差分析,以雅可比旋量理论为基础,建立综合考虑局部并联尺寸的雅可比旋量模型。首先运用几何杠杆原理将驱动链装配中所涉及的并联尺寸链转化为串联尺寸链,然后建立装配体的小位移旋量和雅可比矩阵进行误差计算。最后,利用该方法对某型号的风电机组驱动链系统进行装配误差分析,对比误差实测数据表明:并联尺寸链的计算精度远远优于传统雅可比旋量矩阵。

风电机组传动链地面测试系统载荷模拟技术

提出风电机组传动链地面测试系统载荷模拟技术.论述风电机组地面传动链测试系统,对拖动实验下叶轮的转动惯量进行计算,分析总结3种主要的非扭矩五自由度加载结构方案:对称加载方案、径向偏心加载方案与并联六液压缸加载方案,论述方案的加载原理,并构建3种方案的载荷求解方程.为了进一步模拟风电机组六自由度的载荷,根据对称加载方案原理设计搭建100 kW风电机组传动链测试系统加载实验台,实验对非扭矩五自由度载荷进行了精确复现,验证了非扭矩五自由度加载技术的可行性与合理性,再结合对风力转矩载荷的模拟技术,实现了对风电机组六自由度载荷的完整模拟.

基于灰色粗糙集理论的风电机组传动链智能故障诊断方法

风电机组的状态监测和故障诊断是保证机组长期稳定运行和安全发电的关键。风电机组传动链系统的故障种类繁多,原因复杂,其故障征兆、故障原因和故障机理之间存在着极大的不确定性。文中在其故障诊断过程中,首先利用粗糙集原理对其特征参数进行约简,去除冗余参数,再利用粗糙集理论定量确定各特征参数的重要程度;根据约简的特征参数和各参数的重要程度,利用灰色关联度分析方法确定标准故障状态与目前机组状态的关联度,从而找到其故障之处。实例计算表明:在风电机组的故障诊断中将灰色系统理论和粗糙集理论结合是一种有效的方法,为其今后开展智能故障诊断提供了理论基础。

大型风机传动链柔性建模与共振甄别优化方法

为精确对大型风电机组进行共振分析及优化,通过研究不同缩聚点个数的柔性齿对系统模态的影响,指出了柔性轮齿缩聚的必要性和推荐数量,并建立了考虑主轴柔性和齿轮传动系统全柔性的传动链动力学模型。根据求解的风机传动系统固有频率,提出共振甄别五大筛选原则,识别出系统潜在共振点,通过扫频时/频域分析,甄别出系统危险共振点。根据共振频率振型特点对齿轮箱进行了模型优化,依据共振点数量和风电机组重量决定优化方案,研究方法和结果可以为大型风机多柔体动力学高精度建模和共振甄别优化设计提供参考。

风力发电机组传动链的振动控制

风力发电机组关键部件的振动,尤其是传动链的振动很容易造成风机损坏。文章介绍了传动链振动的表现和抑制传动链振动的控制策略,并对风机传动链振动进行了阻尼控制器的设计,通过试验和实际运行验证了其有效性。

基于机舱传递函数的风电机组传动链效率测试与研究

针对国内风力发电机组传统传动链效率测试方法存在成本过高、难度较大的问题,对机舱传递函数(NTF)分区间式的最优拟合进行了分析与研究。对机舱传递函数有效性的检查流程进行了阐述,提出了一种相对可靠且便捷的风电机组传动链效率测试方法,利用机舱传递函数对机舱风速进行了校正,对某平坦地形风电场内的某台2.0 MW风电机组进行了传动链效率测试,将实测结果与利用传统测风方法的实测结果进行了比对分析。研究结果表明:两种测试方法的测试结果基本一致,因此利用分区间式的机舱传递函数的测试方法可以准确测得风电机组传动链效率,大大降低了测试成本及实施难度。