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浅析风力发电机组传动链振动监测系统的应用摘要：风力发电机组处于恶劣的环境下，运行工况复杂，由于风力发电机组的启停、偏航、变桨、调控时会产生很大的冲击，从而对风机的部件造成冲击振动，影响风力发电机组的安全稳定运行。
传动链作为风力发电机组关键的组成部分，其振动对风机安全稳定运行起到至关重要的作用。
因此，通过振动监测和故障诊断技术，及时、有效地对风力发电机组传动链运行状态作出诊断，避免重大事故的发生，有效保证风力发电机组安全稳定的运行。
关键词：风力发电机组；振动监测；传动链1 引言随着经济社会的发展和转型，人类越来越重视清洁能源的开发和利用。
风能作为一种清洁、无污染、蕴藏量丰富可再生能源，受到各国的重视，成为重点开发的能源之一。
风力发电机组通常处于高山、戈壁、草原、海上等场所，承受的工况条件复杂，常年处于昼夜温差大、载荷变化大、冲击载荷频繁的环境中，容易发生故障，目前，风力发电机组维修保养采用计划维修和事后维修两种方式，其缺点在于需要在维修期间停止风机运行，对于事后维修则需要更高维护成本[1]。
状态监测与故障诊断技术是在设备运行中或不拆卸设备的情况下，运用各种监测设备和方法判断设备的运行状态是否存在异常，准确判断设备故障部位提出预警，并可判断设备故障发展趋势的技术，是一门集力学、电子技术、测试技术、计算机技术等学科为一体的综合性技术。
相比计划维修和事后维修，状态监测与故障诊断技术作为预知性维修，可以根据设备的实际运行状态来安排维修作业，避免了维修不足和过剩维修的情况，防止事故的发生，保障了风力发电机组的稳定运行。
振动监测作为状态监测的必要技术，近年来在风力发电机组上得到广泛应用[2]。
2 风力发电机组风力发电机组主要是通过叶片捕获风能，再通过传动系统增速，最后驱动发电机发电，从而将风能转化为电能。
双馈型风力发电机组传动链主要由主轴、主轴承、齿轮箱、制动盘、联轴器和发电机等主要部件组成，据相关统计数据可知，双馈机组的故障主要集中在齿轮箱、叶片、发电机、电气系统、偏航系统、传动链、控制系统等关键部件，对于电气系统故障，可以通过远程控制和及时更换配件的方式排除故障，但是对于传动链系统的故障检修难度较大，需要停机数天，需要高额的维修费用，会造成发电量的损失和巨大的经济损失。
海上大型风电机组传动链研究俞黎萍【摘要】In the research and development of wind power generation system, wind power generating system can't be tested with full life cycle because of the limitation of meteorological environment and geographical conditions,especially the power transmission system. Tis article introduced the drive chain design layout and the bearing arrangement form of ofshore wind power generator. At the same time, for the application environment of ofshore wind power, drive chain design should focus on improving the reliability, redundancy design and allow the potential benefts brought by the high tip speed.%在风力发电系统的研究和开发中，由于受气象环境、地理条件的限制，无法对风力发电系统进行以全生命周期作为评价的实验测试，尤其是动力传输系统。
传动链在风电机组的传动系统中起到传递叶轮扭矩的作用。
本文介绍了风电机组用于海上风电情况下，对于传动链设计的可能布局和轴承配置形式。
同时，对于海上风电的应用环境，传动链设计应着重于提高机组的可靠性，采用冗余设计，并允许采用高叶尖速带来的可能益处。
【期刊名称】《风能》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P98-101)【关键词】海上风电;风电机组;传动链;轴承;效率;评估【作者】俞黎萍【作者单位】金风科创风电设备有限公司，北京100176【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言随着风电技术逐渐由陆上延伸到海上，海上风电已经成为世界可再生能源发展领域的焦点。
目录引言 (2)一、风力发电机组简介 (2)风力发电机原理 (2)风力发电机组结构 (3)二、风力发电机组传动系统 (5)风力发电机组齿轮箱的概况 (5)风力发电机组中的联轴器 (10)三、风力发电机组的分类特点 (11)垂直轴风力发电机组 (11)水平轴风力发电机组 (12)直驱型风力发电机 (12)双馈式风力发电机 (12)四、风力发电控制系统简述 (13)风电控制系统基本功能 (13)五、参考文献 (13)风力发电机组传动系统设计引言随着科技的不断进步，社会的不断发展，能源问题将会成为未来人类必须解决的问题之一，同时可再生能源结构会成为未来能源的倾向之一。
现如今风能作为一种无污染的可再生能源备受人们的关注，在一定程度上，风力发电将会成为未来最具潜力的新能源之一。
风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在大力提倡。
一、风力发电机组简介风力发电机原理风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械。
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。
每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
风力发电机组结构风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。
风机传动链故障探讨及检测策略摘要：传动链作为风电机组的关键组件，其主要功能是将风轮在风力作用下产生的动力传递给发电机得到相应的转速，使其转换成电能，实现叶片到发电机的能量传递。
通常来说，风电机组的传动链包括叶轮、主轴、齿轮箱、联轴器、发电机以及制动系统等部件组成。
传动链不仅是风电机组技术含量较高的核心组件，同时也是造成故障率颇高的重要原因，传动链的好坏直接会影响到风电机组的使用寿命，近些年，随着装机总量的不断增加，风场机组事故频发，分析机组传动链的性能也变得越来越重要。
关键词：传动链；故障探讨；检测策略引言：风力发电作为当今发展最快的新能源行业，越来越多的受到大家的关注，多数的风电场分布在地势偏远的高原，山地或丘陵等地，往往会受到各种恶劣环境条件的影响，尤其是风电机组的传动组件故障率居高不下，严重影响设备的正常运行。
风，作为风机所接受的能量，其具有随机性、波动性以及间歇性，为了更好地捕获高空中风力的资源，现如今风机塔筒的高度基本上都要大于100米左右，在风向与载荷突变等恶劣情况下，塔筒的柔性特征使得风机的传动链会受力变化，因此传动组件在运行时，需要频繁经历启动、停止、工况变化、风速变化、转速变化和负载变化等瞬态的过程，主轴、齿轮箱、发电机等这些极易发生故障的部件，及时发现故障，诊断故障，并解决故障是保证风机可靠运行的保障，因此加强对传动链故障的研究，重视对其检测策略显得尤为重要。
一、大型风力发电机组传动链的组成1．风轮风轮是由叶片和轮毂组成。
其作用是捕捉和吸收风能，把风的动能转化为风轮的旋转机械能，由风轮将能量传送给传动装置。
风轮是由气动性能优异的叶片装在轮毂上组成，风轮转子直径随着风力发电机功率的增大而增大，按叶片数可分为单叶片、双叶片、三叶片和多叶片风轮。
其中三叶片风轮由于稳定性能好，在并网型风力发电机组上得到广泛应用。
如按照叶片轴、纵转动功能来区分，可以分为定浆距风轮和变桨距风轮。
2．主轴在风力发电机组中，主轴安装在轮毂和齿轮箱之间并与齿轮箱输入端相连，前部通过螺栓和轮毂刚性连接，后端与齿轮箱低速轴连接，承载力大且复杂，其作用是承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载的作用，并将机械能传递给增速齿轮箱，此外主轴的另一个目的是把载荷传到机舱的固定系统上，除了承受来自风轮的载荷外，主轴还要承受重力载荷以及轴承和齿轮箱的反作用力。
风机传动链
风机传动链是指将风机转动的动力传递到叶片上的链条系统，通常由
主轴、轴承、联轴器、减速器、齿轮、链轮等多个部分组成。
风机传
动链的可靠性和效率直接影响风机的工作效率和运行寿命。
风机传动链的工作原理是将电机的旋转动力通过联轴器传递到减速器上，减速器降低转速并增加扭矩，之后通过齿轮和链轮将动力传递到
叶片。
传动链运转平稳，能够适应风机高速旋转的特点。
风机传动链的关键部件是主轴和轴承。
主轴承担了风机旋转的全部压
力和转矩，承载能力和稳定性至关重要。
轴承的选择要考虑载荷大小、转速、温度等因素，并且需要定期进行检查和维护。
除了主轴和轴承外，减速器、联轴器等部件也需要经常检查和维护。
风机传动链的维护和保养非常重要。
在正常运行期间，风机传动链需
要定期检查和保养，包括润滑、紧固螺栓、检查传动链张紧等。
传动
链的张紧度对风机的运行效率和寿命有着重要的影响，过松或过紧都
会造成传动链的磨损加剧。
同时，传动链油的选择也很重要，合适的
润滑剂能够有效减少传动链的磨损。
除了定期检查和保养，还需要注意风机传动链的使用环境。
风机通常
在室外使用，环境恶劣，需要注意防水、防尘和防爆。
同时，在恶劣的气候条件下，传动链需要更频繁地检查和保养。
总之，风机传动链是风机运行的重要组成部分，对风机的运行效率和寿命有着重要的影响。
定期检查和保养、注意使用环境以及合适的润滑剂都是保障传动链正常运行的必要措施。
风力发电机组传动链故障分析褚欣慰;石扬【期刊名称】《中国船检》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P82-84)【作者】褚欣慰;石扬【作者单位】【正文语种】中文风力发电机组传动链的动态性能直接关系到风电机组的寿命与结构安全。
近年来，随着风场事故频发，分析机组传动链系统的动态性能，变得越发重要，国内外认证机构对系统传动链的性能研究也越来越深入。
本文结合中国船级社质量认证公司开展的有关工作，给出了风机传动链故障分析的通用方案，并对流程中各环节技术点进行了简要的说明。
近年来，随着装机总量的增加，风场不断发生机组事故，表明风电产业已经进入了事故高发期。
图1给出了华北电力大学某课题组对1246台在役风机2011 ～2012年间的故障统计情况[1]，从图中可以看出，电气子系统的故障次数较多，但这类故障修复容易，造成的系统停机时间相对较少。
而就故障造成的累积停机时间和每次故障的平均维修时间来说，叶片、齿轮箱、发电机等几大关键部件及风机的传动系统的故障，依然是需要关注的重点。
针对这一情况，中国船级社质量认证公司旨在服务业主、整机厂及保险公司，通过多年来的技术储备，并基于对行业的深刻了解，开展了一系列的风场事故分析业务，这其中就包括叶片、齿轮箱、发电机、变频器、塔筒以及法兰等部件的事故调查服务。
今年来，该公司更是走在行业前沿，推出了风机传动链故障分析的新业务。
故障分析流程风机的传动链系统通常是指叶片、轮毂、主轴、增速齿轮箱、联轴器、发电机及弹性支撑等部件（本文主要针对双馈机组的传动形式进行说明，对于直驱型风机等其他传动链形式机组，可根据实际情况进行调整）。
对于传动链系统，我们通常会关注它的动态特性，具体表现为振动、噪声及共振问题。
以这三个故障隐患为对象，本机构建立了一套通用且系统的调查方法，通过数值仿真和现场检测两种手段，诊断故障机理，定位问题元件，从而给出故障发生的原因及维护建议。
具体方案流程如图2所示。
风电机组传动链故障诊断及其主要部件的寿命分析摘要：本文主要对风电机组传动链故障诊断及其主要部件的寿命进行了具体分析。
关键词：风电机组；传动链；故障诊断；寿命分析一、风电机组传传动链故障诊断（一）主轴承故障机械设备的故障，就是反应设备失去工作效能的程度，或指设备丧失了所要求的规定性能或状态。
就风电机组主轴轴承而言，大多数是同时承受径向载荷和轴向载荷，承受冲击的能力相对较差，在冲击载荷的作用下，很容易发生故障。
其中风电机组主轴轴承的常见故障主要包括疲劳剥落、磨损或擦伤、压痕、腐蚀、断裂以及由于装配不当、冲击载荷等原因造成的保持架损坏，润滑不足导致的接触表面胶合等故障。
（二）齿轮箱故障就风电机组而言，由于叶轮转速和发电机转子转速差别较大，促使齿轮箱成为风电机组必不可少的部件。
而且，由于风电机组齿轮箱传动较高，所承受的传递功率较大，在重载和变载运行条件下，齿轮箱的可靠性会受到较大的威胁，从而发生故障。
齿轮箱主要包括齿轮、传动轴和箱体结构等，其中齿轮箱故障主要集中在齿轮、传动轴和轴承中。
其中常见的齿轮箱失效形式主要有，齿形误差，齿轮均匀磨损，断齿，轴弯曲、轴不平衡、轴向窜动和点蚀等。
（三）发电机故障发电机负责将旋转的机械能转化为电能，为电气系统供电。
随着风力机容量的增大，发电机的规模也在逐渐增加，导致发电机的密封保护受到制约。
发电机长期运行在变工况和电磁环境中，很容易发生故障。
其中发电机常见的故障主要有：发电机振动过大、发电机过热、轴承过热、转子定子线圈短路、转子断条以及绝缘损坏等。
二、风电机组传动链主要部件的寿命分析（一）曲线拟合寿命预测法的原理风电机组的工作条件和环境是非常恶劣的，为了方便介绍和描述，假定机组各部位的振动不受温度的影响，风速连续变化，没有突然增大的阵风，噪声对所釆集的振动值影响很小，那么，机组零部件达到异常状态时，振动值与设备风电机组时间会拟合成一条平滑的曲线。
（二）轴承的理论寿命计算1、轴承额定寿命计算的基本公式当考虑冲击时，轴承寿命计算的基本公式为:其中，So为静强度安全因数，Po为当量静载荷。
浅谈风电系统传动部分主轴、齿轮箱和联轴器摘要：风机主轴与齿轮箱、联轴器是一台风机传动系统中不可或缺的重要组成。
风机叶片随风转动时产生机械能，通过主轴转化给齿轮箱，再通过弹性联轴器传递到发电机。
关键词：风力发电传动结构常见故障应用风电机组主要由以下部件组成：风机叶片、轮毂、风机制动系统、偏航系统、发电机、变频器和变桨系统、控制系统等。
其中，传动系统组成较为复杂，其主要部件齿轮箱由于齿轮啮合长时间在恶劣环境下运转，出现故障的频率相对较高。
图1为风力发电机传动系统示意图。
图1 风力发电机传动系统1.传动系统结构传动系统将风叶旋转的机械能转给发电机，在发电机组（双馈发电机和直驱发电机）中转换为电能，并把风轮转动产生的载荷给塔架。
传动系统［1］主要由主轴部件、齿轮箱、联轴器等组成。
1.主轴部件风电机组中，主轴的一个主要作用是将风机叶轮因旋转摆动传递过来负载的作用，转换机械能传给风机齿轮箱，并将其余力矩传给塔架等。
主轴为低速旋转轴，在风电机组中有重要作用。
主轴由以下部分组成：支撑座，防护罩、密封系统，润滑系统、风叶锁紧销等部分组成。
1.齿轮箱齿轮箱设计时要求保证能够构造简便并且减轻质量。
根据各厂家风电机组要求，优化设计选项，合理采用相关参数、齿形设计，从而选择处一套最佳解决方案。
稳定可靠的齿轮箱部件需有良好的力学特征和在各种环境、温度下保持正常运行减少维护损失的能力，还有设计好相应的自动润滑系统、温度探测系统、冷却控制系统和监控系统以及需和不同风机厂家、不通风机类型的主控程序PLC能测试合格，这些都是制造一款合格齿轮箱的关键技术。
风机中齿轮箱［2］用于提高叶轮转换机械能的转速与发电机匹配。
风机一般可分为无齿轮箱直驱式和有齿轮箱增速两种。
在我国带有增速齿轮箱的风电机型较多是主流。
我国风机齿轮箱［3］主要由两种：一级行星两级平行轴、两级行星一级平行轴。
图2为上述两种主要形式的齿轮箱结构示意图。
a）一级行星+两级平行齿轮箱结构示意图1-转臂，2-太阳轴，3-中间轴，4-高速轴b）两级行星+一级平行齿轮箱结构示意图1-第一行星级转臂，2-第二行星级转臂，3-第二行星级太阳轴，4-高速轴图3两种主要形式的齿轮箱结构示意图风电机组传动系统最易出现故障的部位是齿轮箱［4］，由于齿轮箱内齿轮相互配合，在长期运行过程中，出现故障的频率相对较高。
