[发明专利]一种风力发电机组主传动系统故障诊断模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组的故障诊断技术领域，更具体地说，涉及一种风力发电机组主传动系统故障诊断模拟装置。

背景技术

风力发电机组的传动系统主要由风轮、主轴、高速轴、齿轮箱、联轴器和发电机等组成。风力发电机组在运行过程中受各种因素的影响会出现各种各样的故障，尤其是传动系统各部件在工作中受力复杂，出现故障的几率较高。传动系统部件风轮常见的故障有：风轮表面砂眼、自然开裂、折断等；齿轮箱常见故障有：轮齿损伤、齿面疲劳、齿面胶合、断齿等；主轴常见故障有：裂纹、变形、磨损等。只有正确的分析故障原因，才能快速、准确地排除故障。机械设备故障诊断的方法多种多样，按检测手段分振动、噪声、声发射等，按诊断方法原理分频域、时域、统计、信息理论、模式识别以及人工智能等，振动分析法是机械设备故障诊断最常用的方法之一。

风力发电机组在实际运行过程中承受着复杂的交变载荷，包括径向载荷、轴向载荷、弯矩及扭矩等。目前，现有的故障诊断模拟装置包括变频电机、平行轴减速机、行星齿轮增速机和磁粉制动器，变频电机通过联轴器与平行轴减速机连接，平行轴减速机通过联轴器与行星齿轮增速机连接，行星齿轮增速机通过联轴器与磁粉制动器连接，实现风力发电机组运行，采集正常及故障状态下的数据比对建立适当模型。但现有的装置没有考虑主轴承受复杂载荷对故障特征的影响，忽略了主轴转动对典型故障件的振动特征的影响，不能真实地模拟主传动系统的运行状态。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风力发电机组主传动系统故障诊断模拟装置，以实现模拟风力发电机组在复杂工况下的运行状态，从而实现对风力发电机组主传动系统进行故障诊断。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种风力发电机组主传动系统故障诊断模拟装置，包括: 动力源系统、模拟载荷系统、模拟主轴系统、增速系统、发电蓄电系统和故障测试系统；其中：

所述动力源系统和模拟载荷系统分别与所述模拟主轴系统连接；

所述模拟主轴系统分别与所述故障测试系统和增速系统连接；

所述增速系统与所述发电蓄电系统连接。

优选地，所述动力源系统包括：第一变频器、原动机和减速机；其中：

所述第一变频器与所述原动机连接；

所述原动机与所述减速机连接。

优选地，所述模拟载荷系统包括：油箱、油泵、控制单元、第一液压缸和第二液压缸；其中：

所述油泵置于所述油箱中，并与所述控制单元连接；

所述控制单元分别与所述第一液压缸和第二液压缸连接。

优选地，所述模拟主轴系统包括：模拟主轴、模拟叶片装置、第一滚子轴承和第二滚子轴承；其中：

所述模拟叶片装置通过第一金属联轴器与所述减速机连接；

所述模拟主轴的前端通过所述第一滚子轴承与所述模拟叶片装置连接，后端与所述第二滚子轴承连接；

所述第一滚子轴承的内圈与所述模拟主轴固定相连；

所述第二滚子轴承固定在工作平台上。

优选地，所述增速系统包括：第二金属联轴器和增速机；其中：

所述增速机通过所述第二金属联轴器与所述第二滚子轴承连接；

所述增速机固定在工作平台上。

优选地，所述发电蓄电系统包括：发电机、第二变频器和蓄电池；其中：

所述发电机的前端与所述增速机连接，后端与所述第二变频器连接；

所述第二变频器与所述蓄电池连接；

所述蓄电池固定在工作平台上。

优选地，所述故障测试系统包括：第一转矩转速传感器、第一振动传感器、第二振动传感器、第二转矩转速传感器、第三振动传感器、第四振动传感器和计算机；其中：

所述第一转矩转速传感器布置于所述原动机和减速机之间；

所述第一振动传感器布置于所述减速机上；

所述第二振动传感器和所述第二转矩转速传感器分别布置于所述模拟主轴上；

所述第三振动传感器布置于所述第二滚子轴承上；

所述第四振动传感器布置于所述增速机上；

所述第一转矩转速传感器、第一振动传感器、第二振动传感器、第二转矩转速传感器、第三振动传感器和第四振动传感器分别与所述计算机连接。

优选地，所述模拟主轴为无故障主轴或故障主轴。

优选地，所述第一金属联轴器为膜片联轴器；

所述第一滚子轴承为双排调心球面滚子轴承；

所述第二滚子轴承为短圆柱滚子轴承。