基于定子电流的双馈风电机组不对中故障诊断

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1、学校代码：１０００４密级：公开ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文基于定子电流的双馈风电机组不对中故障诊断作者姓名洪翌学科专业机械电子工程指导教师肖燕彩副教授培养院系机械与电子控制工程学院Ｉ二零一八年三月办Ｉ交遥增硕士学位论文基于定子电流的双馈风电机组不对中故障诊断ＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓｏｆＭｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆ－ＷｉＤｏｕｂｌｙＦｅｄｎｄＴｕｒｂｉｎｅｓＢａｓｅｄｏｎＳｔａｔｏｒＣｕｒｒｅ

2、ｎｔ作者：洪翌导师：肖燕彩北京交通大学２０１８年３月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据、库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：：导师签名签字日期年３月以日签字日期：年‘月

3、＞〇曰学校代码１０００４密级：公开：北京交通大学硕士学位论文基于定子电流的双馈风电机组不对中故障诊断ＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓｏｆＭｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＤｏｕｂ－ｓＢａｓｅｔｏｒｒｒｅｎｔｌｙＦｅｄＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅｄｏｎＳｔａＣｕ：１５１２１２４４作者姓名：洪翌学号：导师姓名：肖燕彩职称副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：机械电子工程研究方向：故障仿真与诊断北京交通大学２０１８年３月ｉ致谢两年半

4、的研究生生活即将结束，在校学习的这几年，非常感谢所有指一导过我的老师，帮助过我的同学以及直支持我的家人，在此向他们表示诚挚的谢意和崇高的敬意！本论文是在我的导师肖燕彩副教授的耐心指导下完成的，肖老师学识渊博，治学严谨，精益求精的科研态度都让我敬佩不己。在攻读研究生期，在我的学习，间、生活和工作实践中肖老师都给予我无微不至的关怀与帮助。感谢机械与电子控制工程学院的各位老师在学习上对我的关心、帮助和支持。感谢在我论文完成期间康娜师姐以及张光建、王宇佳、戴若兰、穆欢等同学给予我的帮助和支持。一一直给予我精神上，感谢我的

5、家人，他们、物质上的鼓励和支持直默默给予我在学业上前进的动力。，最后，再次感谢所有关心和支持我的老师们在此、同学们和家人们表达我最诚挚的谢意！ｉｉ？摘要一传动系统的不对中故障是双馈风电机组的常见故障之，当发生传动系统不对中时，很容易引起机组增速齿轮箱齿轮、轴承以及发电机轴承等部件的损坏，严重危害机组的稳定运行和发电质量。由于风电机组通常工一些偏远地区的高空环境中作在，振动信号的采集与传输并不方便，给传一统的利用振动传感器进行故障监测的方法带来了极大困难，因此采用种方便易行的无传感器故障诊断方法进行风电机组

6、传动系统不对中故障诊断对机组的稳定运行和安全发电有着非常重要的工程意义。本课题来源“于国家自然科学基金项目双馈式风力发电机组同轴度误”差故障机理与诊断技术研宄（项目编号：５１５７７００８）。本文在实验室已ＡＤＡＭＳ的１，完成基于．５兆瓦双馈风机传动系统动力学仿真模型的前提下ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ首先基于搭建运行在最大功率追踪阶段下的１．５兆瓦双馈式风力发电机及其控制系统模型，验证了模型的正确性，并通过导数据的方式完成了二者的联合仿真。接着研究了传动系统正常和不对中故障下发电机定子电流的变化规律，将仿真结果同理论分析对

7、比，验证了基于定子电流进行故障诊断的可行性和仿真模型的正确性。一为了能够进步识别出传动系统不对中故障的具体类型，仿真获得正常、平行不对中、角度不对中和综合不对中四种工况下的风电机组发电机定子电流信号，提取其时域，、频域特征指标并对定子电流信号做双树复Ｄｕａ－ＤＴＣＷＴ小波变换（ｌｔｒｅｅＣｏｍｐｌｅｘＷａｖｅｌｅｔＴｒａｎｓｆｏｒｍ，）和单支重构，一提取出重构信号的能量熵和样本熵作为时频域特征，构建信号的单／混合特征库，为后续不对中故障诊断奠定了基础。针对特征库维数冗余的问题，采用经粒子群算法（ＰａｒｔｉｃｌｅＳ

8、ｗａｒｍＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＰＳＯ）优化的核主元分析（