双馈型风力发电机组振动问题分析与处理

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1、2010年5月机床与液压Mav2010第38卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．38No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．09．044双馈型风力发电机组振动问题分析与处理余熳烨，林颖，胡清明，刘斌(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：对某双馈型风力发电机组振动故障进行综合性的研究，探讨系统的动力学特性、载荷与故障情况。首先对发电机组进行结构动力学分析，建立其动力学模型，利用德国BBM测试分析系统对风力发电机组进行振动测试

2、，在此基础上利用MatIab的信号处理工具箱对风机的振动信号做频谱分析，得出风力机的振动故障是由动不平衡引起的结论。研究表明，将机械系统动力学理论与先进的测试技术相结合，能够较顺利地解决振动问题。此研究为机械设备中的振动故障诊断提供参考。关键词：风力发电机组；振动测试；故障诊断中图分类号：TH113．1文献标识码：A文章编号：100t一3881f2010)9—143—3AnalysisandSolutionoftheVibrationFaultofDual-feedbackWindTurbineYUMan

3、ye，LINYing，HUQingming，LIUBin(SchoolofMechanicalandAutomobileEngineering。SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510640，China)Abstract：Thevibrationfaultofcertaindual—feedbackwindturbinewasresearchedandthedynamiccharacteristics，loadandfaultcondit

4、ionsofthesystemwerediscussed．Thestructuraldynamicsanalysisofwindturbinewasmadeandthedynamicsmodelwasbuilt．Thevibrationexpefimen~ofwindturbineweredonewiththeGermantestandanalysissystemBBM．Basedontheexperimentaldata，spectrumanalysiswasmadeusingsignalprocess

5、ingtoolboxinMatlabandtheconclusionwasgotthatthevibrationofwindtur—binewascausedbydynamicimbalance．Theresearchshowsthatintegratingmechanicalsystemdynamicstheorywithadvancedtesttechnologycansolvethevibrationproblemmoresuccessfully．Keywords：Windturbine；Vibra

6、tiontesting；Faultdiagnosis近几年来，能源的需求量日益增长，能源危机现1风机组的结构动力学分析象越来越突出，一次性能源消耗所带来的环境污染也对风机进行综合性的研究，首先对其进行结构动越发严重，因此可再生新能源的开发利用成为重点研力学分析。动力学模型是结构动力学分析的核心。风究内容。风力发电作为新能源因为无污染、可再生、力机的传动系统通常可以看成是由有限个惯性元件、方便而受到人们的重视，风力发电产业得到了迅猛的弹性元件及阻尼元件组成的系统。采用动量矩定理、Lagrange方程、牛顿一

7、欧拉动力学方程等方法建立系发展。风力发电机是风电场的关键设备。长期以来，统动力学模型。系统的运动微分方程表示为振动是风电发电机组运行中最常见的主要故障之一，肼蕾+Cic+Kx=，(t)(1)又是原因最复杂、最不容易解决的问题，严重时会形式中：为节点坐标，M为质量矩阵，c为阻尼矩成振动事故，造成设备损害。‘阵，为刚度矩阵。某公司的V47~60kW风力发电机组，属于技术当，()=0时，就得到结构的ca由振动方程。由较先进的变浆距机型，其核心部件发电机是双馈风力于阻尼对结构的固有频率及固有振型的影响不大，故发电

8、机。双馈风力发电机又称为交流励磁发电机或者忽略阻尼的影响。无阻尼自由振动方程为异步化同步发电机或者同步感应发电机。在结构上类+Kx=0(2)似绕线式异步电机，具有定、转子两套绕组。由于实设结构作简谐振动际上发电机的定、转子都参与了励磁，“双馈”的名=Xsin(tot+口)(3)字由此而来。该机组在投入运行期问，运行状况良系统的固有频率和固有振型为好。但在2008年一次大修开机后，发现振动比较大，=diag，⋯]，=[，，2，⋯