风力发电机故障模拟试验台装置研制

分析并设计了一种新型的风力发电机齿轮箱故障模拟试验台,可以灵活地模拟多种结构类型的风力发电机齿轮箱振动状况,并能方便地对故障进行多种组合模拟。同时采用变频电机和飞轮结构用于模拟实际风机齿轮箱的转矩输入与角速度输入,与实际风况更加接近。通过配置数据采集分析系统,用来对齿轮箱的振动状况进行监测分析。依据正交试验法模拟齿轮故障、轴承故障等实验,对风力发电机齿轮箱故障进行分析研究。     

双馈异步风力发电机负载试验方法

风力发电机运行环境恶劣,在出厂之前必须模拟风场做各种负载试验。文中通过分析双馈异步风力发电机工作原理及其在变频器控制下的工作方式,介绍一种电动机—发电机组负载试验方法,这一方法具有良好的控制精度、试验效率高、设备投入少等优点,适用于发电机厂家对电机的负载试验,也适用于整机厂家对变频器的负载试验,还可以拓展到其它电机的负载试验。     

风力发电机齿轮故障诊断仿真与模拟试验

为了探讨无传感器故障诊断方法在风力发电机传动系统故障中的感应机理,在SIMULINK环境下,建立了一个双馈风力发电机仿真模型,对风力发电机传动系统故障在发电机定子电流中的响应过程进行理论分析。研制专用的风力发电机组模拟试验台,进行传动系统的断齿故障模拟试验与验证。利用Hilbert变换的幅值和频率解调方法,分析仿真及模拟试验结果,表明定子电流主要反映传动系统的扭矩或速度波动特征,将其用于风力发电机传动系统齿轮断齿类故障的监测与诊断是可行的。     

基于协整分析的风电机组状态监测方法

针对风力发电机组SCADA系统受到环境及运行等因素影响[1],常常发生故障漏报和误报等问题,提出一种基于协整计算的风力发电机SCADA非平稳数据分析方法。风力发电机SCADA数据经协整计算可以获得附带风力发电机状态信息的残差,通过分析该协整残差可实现风力发电机的状态监测。取内蒙古包头市固阳县某风场1.5 MW双馈风电机组所采集的SCADA数据为研究对象,利用部分非平稳数据建立协整模型,并用一组正常运行数据以及一组已知齿轮箱故障数据对模型进行验证,结果表明,所提方法可有效抑制SCADA数据中由环境和运行引起的响应,准确识别风力发电机的运行状态,简单有效的实现风力发电机的状态监测.     

风力发电机组的风况仿真模拟系统

通过原动机的风况仿真模拟,检验风力发电机主传动链、电控系统以及附属设备在不同风速条件下的运行性能和功率曲线.选取1.5MW风力发电机组参数在MATLAB中建立了仿真模型,将风轮转速和桨距角值作为风况模拟系统的输入变量用于系统模拟.根据预先设定的风模型(恒速风,正弦风,阶跃风,随机风),将设定风况转换为驱动电机对应的目标转速和目标转矩,实现风况模拟,进而得到风电机组功率响应曲线.然后将该仿真方法移植到试验平台中,通过变频器,电动机以及PLC控制系统来进行整个系统的试验.采用这种方式,风电机组无需装配叶片,也不用在风场吊装,在车间里就可以获得接近真实风况效果的原动力输入,从而使风电机组的测试既简单又真实可靠.     

风力发电机组变桨系统的设计

为了解决风力发电机组在复杂多变的风况下,能够基本保持其发电机稳定运转的问题,将PLC、变频器技术应用到风力发电机的变桨系统中。开展了变桨系统自动控制的分析,建立了PLC、变频器和变桨电机之间的关系,利用PLC及PLC的模拟量输入模块对风电场自然风风速以及风力发电机组3片桨叶的桨距角度进行了数据信息的采集,并自动进行了内部数据的处理;然后再通过对变频器的输出控制进而控制变桨电机的工作状态,使3片桨叶旋转到与自然风风速相对应的桨距角度。在发电机能自动保持稳定运转的基础上,对其性能进行了评价。分析和验证结果表明,该系统实现了对风力发电机组变桨系统的自动控制。     

基于无级调速原理的并网型风电系统设计

针对变频器对风电系统的影响,提出一种用于并网型风电机组恒频输出的无级调速系统。该调速装置由可连续调速电动机和差动轮系组成,通过调节电动机的输出转速,电动机调速传动系统可以实现在不同的风速下的恒转速输出,从而实现发电机恒频输出。建立所设计的电动机调速传动系统SIMULINK模型,并采用美国国家可再生能源实验室开发的FAST(fatigue,aerodynamics,structures and turbulence)软件模拟不同风速下1.5 MW风力发电机的工作情况。通过FAST和SIMULINK仿真试验,在不同风速条件下,验证了设计的电动机调速传动系统。以上研究工作为并网型风电机组的无级调速传动系统设计奠定了一定的理论基础。     

基于物联网的风力发电机状态监测系统设计

为了确保风力发电机组持续、稳定运行,设计了一种基于物联网的风力发电机组状态实时监测系统。系统以嵌入式ARM-Linux为控制核心,采用多个传感器组实时监测发电机的转速、转矩以及工作温度等参数,通过4G网络传输方式将所采集到的数据打包后统一发送到数据服务器中心,最终在PC机端实时查看监测到的数据。实际试验结果表明,系统能有效监测到发电机组的转速、工作温度以及电网参数等数据,为风力发电机的故障预测以及故障诊断提供坚实的数据基础。     

制冷装置故障模拟试验台及其计算机参数测量软件的设计

介绍了制冷装置故障模拟试验台的组成、12种制冷装置故障模拟方法以及制冷装置运行参数计算机测量软件的开发.试验表明,该试验台能按预期模拟故障发生,计算机测量软件实时准确显示和记录制冷装置运行参数.通过该试验台,能够感性认识故障发生时制冷装置运行参数的变化规律,提高对故障判断和处理能力.     

浅谈风力发电机组振动状态监测与故障诊断

风力发电机组运行条件较为复杂,其设备在实际应用的过程中所受到外部激振力和振动自由度相对较多,在这种情况下,为保证发电机组能够正常、安全地运行,需要对其振动状态进行监测,并按照实际情况判断其故障,进行故障的排除。本文在研究中,首先对风力发电机组进行简单的阐述,为后文的研究提供一定的理论支撑。之后,则从风力发电机振动监测情况出发,分析在现阶段社会中较常见的几种发电机故障诊断方法,最后,则从实际角度出发,分析风力发电机组状态监测与诊断系统在实际运用过程中的重点以及难点部分。