風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱故障診斷系統(tǒng)的探討

1. 引言
　　齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變速、能量傳遞的關(guān)鍵部件，齒輪箱的壽命往往決定著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的壽命，因此齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)就顯得十分重要。
　　齒輪箱故障診斷系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩部分結(jié)成，其中基于PC 機(jī)的振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)是目前應(yīng)用最為廣泛的振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)之一, 它機(jī)械設(shè)備監(jiān)控、遙測(cè)遙感等測(cè)控領(lǐng)域和其他方面有很重要的應(yīng)用。而高速數(shù)據(jù)采集、高速數(shù)據(jù)處理和采集精度是影響振動(dòng)分析系統(tǒng)的重要因素，因而本文研究的也是基于振動(dòng)信號(hào)處理的采集系統(tǒng)。
　　數(shù)據(jù)處理方面，隨著社會(huì)的發(fā)展，目前國內(nèi)外已經(jīng)開展了針對(duì)大型風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，并有實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道。 如Pruftechnik公司的VIBXPERT FFT 數(shù)據(jù)采集與信號(hào)分析儀、通用電氣公司的 BentlyNevada 系統(tǒng)、VIBROWEB XP 診斷型的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、SKF 公司的 SKF WindCon 系統(tǒng)、德國SCHENCK VIBROGMBH 公司的VIBRO-IC 系統(tǒng)等。 國內(nèi)目前也有有關(guān)單位開始研發(fā)針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品，應(yīng)用到風(fēng)電機(jī)組上的主要有：金風(fēng)科技公司的風(fēng)電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；北京唐智科技有限公司的JK07460 風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷裝置； 西北工業(yè)大學(xué)旋轉(zhuǎn)機(jī)械與風(fēng)能裝置測(cè)控研究所的CAMD-6100； 東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所的 DASP 系統(tǒng)等。
　　上述多種產(chǎn)品中，有些產(chǎn)品的分析和診斷功能較弱。而分析功能強(qiáng)的產(chǎn)品通常系統(tǒng)比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)安裝不方便，適合實(shí)驗(yàn)室使用。而本文研究的系統(tǒng)既適合現(xiàn)場(chǎng)安裝而且功能豐富，能夠利用一定的分析手段和方法，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)故障的部件，及時(shí)分析其狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的部件信息，快速有效地診斷出導(dǎo)致故障的原因，縮短排除故障的時(shí)間，降低損失；對(duì)于故障出現(xiàn)前部件的早期退化，通過對(duì)狀態(tài)信息變化的分析，可提前預(yù)測(cè)故障，為部件的維護(hù)提供明確指導(dǎo), 大大減少了由于分析故障而給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
　　 診斷系統(tǒng)的組成該診斷系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括振動(dòng)傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則是由一套集數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1 所示。下面分別介紹各個(gè)部分。