風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈振動(dòng)分析與故障特征提取方法研究的中期報(bào)告

風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈振動(dòng)分析與故障特征提取方法研究的中期報(bào)告中期報(bào)告摘要：風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈振動(dòng)是影響風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性的重要因素之一。本文總結(jié)了目前常用的振動(dòng)分析方法和故障特征提取方法，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)估。同時(shí)，本文提出了一種基于小波變換和時(shí)頻分析的新方法，通過對(duì)風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，提取有效故障特征，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈故障的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警。關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈；振動(dòng)分析；故障特征提?。恍〔ㄗ儞Q；時(shí)頻分析。1.引言風(fēng)電機(jī)組是利用風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的重要設(shè)備，風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)鏈?zhǔn)瞧浜诵牟考唬L(fēng)輪、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等。風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈的故障會(huì)影響其運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，甚至導(dǎo)致停機(jī)，對(duì)風(fēng)電場的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。因此，對(duì)風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈進(jìn)行振動(dòng)分析和故障特征提取是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組故障監(jiān)測和預(yù)警的重要手段之一。目前，振動(dòng)分析和故障診斷方法主要有時(shí)間域分析、頻域分析和時(shí)頻分析三種。時(shí)間域分析主要是通過觀察信號(hào)的波形和幅值變化來判斷故障類型，例如峰值、方根、有效值等指標(biāo)。頻域分析則是通過傅里葉變換將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)化為頻域，分析其頻譜分布來提取故障特征，例如頻率和幅值。時(shí)頻分析則可以同時(shí)分析信號(hào)在時(shí)域和頻域的變化，例如小波變換和短時(shí)傅里葉變換等方法。2.振動(dòng)分析方法評(píng)估時(shí)間域分析方法適用于故障比較顯著的情況，例如軸承故障造成的沖擊信號(hào)。但是，時(shí)間域分析方法只能從信號(hào)的波形和振幅變化中粗略判斷故障類型，對(duì)一些難以分析的故障類型無法準(zhǔn)確診斷。頻域分析方法可以通過傅里葉變換將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)化為頻域，分析其頻譜分布來提取故障特征，如諧波頻率、旁軸頻率和振幅等。但是，頻域分析方法需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，并且在各類噪聲干擾的情況下容易出現(xiàn)諧波漏識(shí)別等問題。時(shí)頻分析方法可以同時(shí)分析信號(hào)在時(shí)域和頻域的變化，包括小波變換和短時(shí)傅里葉變換等方法。時(shí)頻分析方法能夠在時(shí)間和頻率上更加準(zhǔn)確地對(duì)故障進(jìn)行特征提取，但對(duì)振動(dòng)信號(hào)的采樣率、窗函數(shù)等因素要求較高，計(jì)算量較大，也容易受到信噪比、多分量干擾等因素的影響。3.基于小波變換和時(shí)頻分析的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈振動(dòng)故障特征提取方法為了提高風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈振動(dòng)故障的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警能力，本文提出了一種基于小波變換和時(shí)頻分析的故障特征提取方法。該方法可以從振動(dòng)信號(hào)中提取出差分閾值、包絡(luò)線、頻率分布等有效特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警。具體步驟如下：（1）對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波分解，將其分解成各層小波系數(shù)。（2）采用適當(dāng)?shù)拈撝捣▽?duì)分解后的小波系數(shù)進(jìn)行去噪處理，去除信號(hào)中的噪聲干擾。（3）對(duì)去噪后的小波系數(shù)進(jìn)行包絡(luò)提取，得到振動(dòng)信號(hào)的包絡(luò)線。（4）對(duì)包絡(luò)線信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，分析其頻率分布特征。（5）對(duì)差分閾值進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的故障特征提取。4.結(jié)論本文對(duì)目前常用的振動(dòng)分析方法和故障特征提取方法進(jìn)行了評(píng)估，并提出了一種基于小波變換和時(shí)頻分析的風(fēng)電