风力发电机振动分析案例

大型风机振动故障分析案例

大型风机振动故障分析案例
某厂大型风机出现振动加剧，电动机侧负荷电流升高等故障特征，对风机叶轮进行振动数据采集，共测试三个方向：水平、垂直、轴向。

采集的数据：水平方向：1.76mm/s(RMS) ；垂直方向：1.39mm/s(RMS)；轴线方向：6.53mm/s(RMS)。

振动频谱如下：
风机测试分析：1、风机侧轴承位轴向振动偏大，达6.53mm/s(RMS)，说明存在轴向力；2、从轴向频谱来看，1倍频、2倍频、3倍频振动值大，说明存在轴向力；3、从水平和垂直方向频谱图来看，一倍频普遍偏高，说明存在不平衡。

综合分析：风机对中较差，属于主要激振源，同时存在轻度不平衡。

可以短时间带病运行，待风机停机后进行拆卸检修。

风机停机返厂检修做平衡试验与分析结果一致。

通过重新对中安装，故障特征消除，风机运行平衡。

风力发电机组异常振动测试与诊断分析

风力发电机组异常振动测试与诊断分析风能作为一种清洁能源，发展迅速。

由于风电机组通常在野外，环境条件恶劣，而且容易发生故障，因此维护保养需要耗费大量的人力物力。

我国在风机故障诊断方面开展了大量的研究，并取得了丰硕的成果。

给出了各种状态监测方法和信息融合诊断技术。

这些研究大多基于数值计算和理论分析，并提出了各种控制措施。

但由于风电机组的复杂性和运行环境的多变性，在设计之初就要考虑风电机组的振动特性，进行优化设计，并进行相应的试验验证，以避免出现异常振动。

标签：风力发电机组;异常振动测试;诊断1研究概况某风力发电机组电机整体通过4个隔振器弹性安装在基座上，电机-隔振器-基座组成的电机系统与增速齿轮箱所在的塔筒基座通过8个螺栓纵向连接，该基座下部悬空，以齿轮箱安装基座面为基准呈悬臂梁状态。

箱体上布置三条横向加强筋，铁芯与横向加强筋通过4个点焊接刚性固定。

发电机工作方式为水冷，通过左侧面的进出水口循环，水箱安装在电机顶部的箱体上。

风力发电机运行转速范围为600rpm～1380rpm，正常并网发电转速为900rpm～1200rpm。

2振动特性2.1齿轮啮合频率啮合频率是两个齿轮转动一个节面角所需时间的倒数，可由式（1）确定。

（1）式中：n为主轴转速即风轮转速，rpm;z为齿数。

风电机组齿轮箱采用1级行星/2级平行轴传动结构，如图1所示。

第一级为行星轮系，行星齿轮架为输入端，内齿圈固定，太阳齿轮为输出端。

主要参数有：太阳齿轮齿数Z2、行星齿轮齿数Z3、内齿圈齿数Z4。

当一级行星轮系传动比为I1，内齿圈转速N4=0，太阳齿轮转速N2=I1·n，行星齿轮转速N3=n，即可计算出太阳轮、行星齿轮和内齿圈的啮合频率。

以此类推，容易得出中间轴及高速轴齿轮的啮合频率计算方法。

2.2轴承通过频率轴承的特征频率与自身尺寸有关，计算公式如下：内圈通过频率：外圈通过频率：滚动体特征频率：保持架固有频率：由公式及参数，便可求出理论轴承特征频率，在实际应用过程中发现，计算得出的理论特征频率与实际特征频率极其接近。

风力发电机组振动原因分析和解决措施

风力发电机组振动原因分析和解决措施摘要：近年来，风力发电作为一种绿色能源在我国迅速发展，风电装机不断加大，机组数量不断增多，为保证机组设备的安全，风机厂家会相应对风机系统配置各种各样的保护，来确保机组在运行过程中发生异常时能够安全解列，其中风机振动超限就是一个常见的机组故障保护，主要是保证机组振动值在超过定值时机组停运，避免发生设备损毁或机组倒塌，我国早期投运的的1.5MW风机只配置两个振动传感器，振动监测较现在技术较为简单，当机组出现振动超限故障时，因涉及电气、传动、控制、结构、环境等多因素，分析处理都有一定难度，本文通过对某风场发生的振动超限故障进行研究，分析发生振动超限的原因，提出应对措施，提高风机安全和稳定性。

关键词：风机；振动；原因分析；解决措施引言：随着风力发电技术的发展，风机振动状态监测技术也得到较大的发展，目前，风机振动在线监测系统已成为风力发电机组一个重要的组成部分，对风机传动链进行24h监测。

而早期投产的风力发电机组，因技术限制，只在传动链上配置两个振动传感器，分别安装在齿轮箱和发电机下方，振动传感器拾取的振动信号不能够直接反映振动源的信号特征，而且还容易受外部干扰，所以机组运行过程中，经常会发生振动超限故障，影响风机稳定运行和造成一定电量损失，更严重的会影响到风机整机安全，所以，当风机发生振动超限故障，就需要运行单位尽快排查故障原因并采取措施，保证风机安全稳定运行。

一、风机振动原因分析云南某风电场作为较早在云南高海拔地方开发建设的风电场，安装的双馈式风力发电机组，2012年投产以后，机组经常发生振动超限故障，尤其在大风阶段，频率更高，严重影响风电场正常运营，为了彻底解决风机振动问题，通过对风场内风机发生的振动超限故障原因进行分析，发现主要为以下几个方面的问题：风向变化过快、风速湍流度大、传感器误报、传动链波动、叶片零位误差等几个方面原因。

（一）风向变化过快风力发电机组采取主动对风系统来捕捉风能，通过机组上安装的风向标来进行测风，风机位置与测风位置超过一定角度，控制系统启动对风。

风力发电机组齿轮箱振动测试与分析

风力发电机组齿轮箱振动测试与分析齿轮箱做振动测试和分析，通过模式识别找到齿轮箱损坏时呈现的特性，为齿轮箱故障诊断提供依据。

我国风电场中安装的风力发电机组多为进口机组。

因为在恶劣环境下工作，其损坏率高达40%～50%。

随着清洁能源的普及，齿轮箱的故障诊断和预知维修已迫在眉睫。

本文就齿轮箱的故障诊断作一些探索性研究。

一、齿轮箱振动测试采用北京东方所开发的DASP(Data Acquisition and SignalProcessing)测振系统，对某风电场4#、5#机组齿轮箱的不同测点（图1）做振动测试和分析，4#机组刚进行过检修运行正常作为对照机组，5#机组噪声异常为待检机组，对两机组齿轮箱的振动信号对比分析，判断存在故障。

齿轮箱特征频率见表1。

表1 齿轮箱特征频率表Hz二、信号分析1.统计分析由统计表2、表3可看出，5#机组振动值明显偏大，尤其是5～10测点振动值基本上是4#机组相应测点的2倍以上。

表2 4#机组幅域统计表 m/s2表2 5#机组幅域统计表m/s25#机组概率分布及概率密度函数反映其时间序列分布范围较宽（图2），峭度系数（即四阶中心距）与4#机组的（图3）明显，同（若以4#机组为标准g=0，那么5#机组g=0），预示5#机组存在故障。

2.时域分析通过时域分析（图4、图5），发现5#机组齿轮箱振动信号有明显异常．幅值转大，且有明显的周期性，其频率约大20Hz。

3.频坷分析由图6可见，5#机组齿轮箱的频谱图既有调幅成分又有调频成分（调制频率对中心频率的幅值不对称）。

从5#机组功率谱密度函数（图7）可以看出，在频率177Hz、196Hz、531Hz及其倍频处幅值和4#机组（图8）相应测点相比成倍数增大。

而177Hz是高速轴转频的7倍频，196Hz、531 Hz是齿轮箱第II级、第I级的啮合频率，因而可判断故障出现在第II级、第Ⅲ级。

4.特殊分析在倒频谱（图9、图10）中可以看到，4#和5#机组的倒拼图中都有一个明显的频率为9.8Hz的尖峰，这个频率与中间轴的转频相同，说明中间轴的回转误差较大，是主要的调制源。

风力发电机组振动故障原因分析及处理

【摘要】风电机组振动超限类故障是一个非常常见的故障，因为涉及电气、传动、控制、结构、环境很多因素，使得该类故障分析及处理有一定难度。

本文通过一个真实案例，详细阐明机舱加速度超限故障分析过程，为该类故障提供解决方案。

【关键字】振动控制桨距加阻1.引言风力发电机组振动超限类故障较为常见，不仅因为风电机组结构，细长的叶片及塔筒，沉重的机舱容易产生振动。

还有多环节的传动链及偏航系统；复杂的控制策略，开关过程、控制过程，加之一系列动态载荷，如：阵风、湍流、波浪（海上风机）、地震、叶轮转动等；都有容易激发机组的强烈振动；另外测量回路中测量本体，线路虚接及干扰问题造成的测量信息错误引发故障也占了该类故障触发相当大的比重。

以上提及的部分都使得该故障频次较高。

相反目前风电机组普遍仅安装了机舱水平方向（X前后、Y左右、Z上下）加速度传感器，又无机组主要部件固有频率仿真结果，一旦发生实际振动，很难找到振动部位，在无经验可循的情况下便大大增加了处理难度。

振动故障的处理及分析过程需要有一定的专业知识，涉及方面包括电气、传动、控制、结构、环境很多因素。

本文主要通过描述一个真实振动案例分析和解决的过程，寻求一个该故障的普遍解决办法，为解决风力发电机组振动故障提供参考和借鉴。

2.测量回路引发故障2.1 检测回路基本原理为防止机组振动引发严重后果，一般风电机组会配备加速度传感器计量机舱振动情况，有些机组厂商还会增加摆锤作为后备保护串入安全链中，通过调节摆锤的重心高度，达到相应的加速度限值要求。

加速度传感器主要通过对内部质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值，根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

大部分整机厂商应用的是一种电容式加速度传感器，输出信号是加速度正比电压。

也有整机厂商应用的是PCH，使用CAN 通讯进行传输信号，可以测量X、Y、Z三个方向加速度值。

图1：加速度传感器以某机型为例，这种传感器（见图1）可以测量X和Y两个方向上的振动加速度，测量范围为-0.5g～+0.5g（g重力加速度），相对应输出的信号范围为0～10V。

同步振动失稳的莫顿效应及实例

同步振动失稳的莫顿效应及实例莫顿效应是指在非线性动力学领域中的一种现象，指的是两个或多个系统之间存在相互作用而产生的共振现象。

特别是在振动系统中，莫顿效应会导致系统的失稳和非线性振动。

在实际的工程和物理系统中，同步振动失稳的莫顿效应是一个非常重要的现象，因为它可能导致系统的损坏和失效。

1. 莫顿效应的基本原理莫顿效应的基本原理是指当两个或多个共振系统之间存在一定的耦合时，它们的振动会发生同步。

它们的振动频率会趋向一致，从而增强彼此的振幅。

这种现象在工程和物理系统中非常常见，例如桥梁、风力发电机和机械臂等系统都可能受到莫顿效应的影响。

当系统达到共振状态时，莫顿效应可能导致系统失稳并发生非线性振动，进而对系统的安全性和稳定性构成威胁。

2. 实例分析以桥梁结构为例。

在大型跨海大桥中，由于海风和潮汐的影响，桥梁结构往往会受到外部振动的干扰。

如果桥梁的振动频率与外部干扰的频率发生共振，就可能引起莫顿效应，导致桥梁出现非线性振动甚至失稳。

这种情况下，桥梁结构可能会受到严重的损坏，甚至崩溃。

对于桥梁结构而言，莫顿效应是一个非常重要的考虑因素。

3. 对莫顿效应的个人观点和理解在我看来，莫顿效应虽然在工程和物理系统中可能带来一些负面影响，但同时也为我们提供了一个理解和利用共振现象的机会。

通过深入研究莫顿效应，我们可以更好地设计系统，避免共振失稳的发生，从而提高系统的安全性和稳定性。

莫顿效应的研究也有助于我们更好地理解非线性动力学系统的行为规律，为工程和科学的发展提供了有益的启示。

总结回顾莫顿效应是在非线性动力学系统中非常重要的一种现象，它可能导致系统的失稳和非线性振动。

通过对莫顿效应的研究和理解，我们可以更好地设计和优化工程和物理系统，提高其安全性和稳定性。

莫顿效应的研究也为我们理解和利用共振现象提供了重要的启示。

对于工程和科学领域的研究者来说，深入探讨和理解莫顿效应是非常有意义且具有挑战性的课题。

在这篇文章中，我详细介绍了莫顿效应的基本原理，并通过实例分析和个人观点的阐述，阐明了对莫顿效应的深刻理解。

风力发电机轴承振动及模态测试分析

风力发电机轴承振动及模态测试分析文|张剑由于使用环境特殊，风电机组的现场定期检测和维修十分困难，而且一旦发生重大事故，其维修费用甚至超过产出费用，因此，用于风力发电的电机应比燃煤、燃气、燃油和水力发电机具有更高的可靠性。

振动是风力发电机出厂性能和质量评定的主要指标之一，其在设备的各种故障中占有很大比例，是影响设备安全、稳定运行的重要因素。

电机振动过大会造成集电环和电刷间的摩擦不均匀，导致电机三相电流不平衡，严重时会引发电机转子轴弯曲和编码器损坏。

振动过大还会使得其他部件承受大幅交变应力，容易造成转子、连接螺栓、联轴器、基础平面等损坏。

由于风力发电机安装在一个柔性支撑座上，振动故障发生的概率更大。

因此，必须对风力发电机振动的评定、分析、监测和故障诊断加以重视。

本文主要对一台3.5MW双馈电机轴承振动过大问题进行分析，基于电机振动模态的基本原理，通过振动及模态对比测试，提出一种有效的解决方法。

图1 空载升降速振动时域波形电机振动及模态分析原理电机振动按照产生机理主要分为三类：一是电磁振动，由气隙磁场产生的单边磁拉力作用于定子铁芯的径向和切向使定子铁芯产生变形振动。

电磁振动产生的原因有三相电压不平衡、电机定转子偏心、定子绕组断路、转子笼条与端环开焊、转子断条等。

二是机械振动，由转子旋转过程中的机械力周期性地作用在电机本体上产生的振动。

机械振动产生的原因有结构整体刚度不足、转子动平衡不良、轴承及基础安装不当、内部风扇损坏以及联轴器对中精度不足等。

三是机电耦合振动，由电机气隙不匀引起单边电磁拉力，其周期性作用又使气隙不均衡进一步加剧，最终作用到电机引起振动。

机电耦合振动产生的原因有定子内径和转子外径圆度不足、转子安装不良引起的轴向窜动等。

研究电机的振动离不开模态分析，结构模态分析是研究结构动力特性的一种方法，是经典线性动力学理论及系统辨识方法在工程振动领域中的应用。

电机的机械结构可以看成多自由度的振动系统，具有多个固有频率，在阻抗实验中表现为有多个共振区，在幅频特性曲线中表现为有多个峰值。

某风电场双馈风力发电机振动异常故障诊断

某风电场双馈风力发电机振动异常故障诊断文|于秀丽，崔皓，靳宏杰，石红娟双馈异步风电机组在市场中占据重要的份额。

该型机组在风电场的应用情况表明，振动是其运行时常见的故障。

这类故障会使机组各部件连接松动，严重时会造成机组及其本身部件的损坏，甚至导致停机，影响风电场收益。

早期，对于此类故障的监测与诊断主要是依靠经验，或者借助于某些简单的工具。

随着技术的进步和用户要求的提高，风电机组状态监测系统（CMS）在线监测成为极为重要的控制手段，并取得了较好的应用效果。

本文以某连续出现多台双馈型风电机组发电机振动故障的风电场为例，基于CMS监测数据，针对机组连接、发电机对中、发电机动平衡、轴承润滑、轴承电蚀等可能引起发电机振动故障的因素进行了详细分析。

故障概况根据标准EN 60034-14—2007，可通过分析和处理安装在轴承座适当方位的振动传感器所获得的轴承振动信号，判断轴承的运行工况和故障情况。

该方法适用于各种类型和工况的轴承，可以有效地诊断出早期的微小故障，信号测试与处理简单、直观，诊断结果可靠。

某风电场装配有25台2MW空空冷双馈异步风力发电机，通过CMS在线监测，连续发现数台双馈发电机出现振动异常现象。

风电机组发电机轴承系统主要由普通轴承、轴承室、轴承外盖和绝缘端盖组成，并在其两端轴承外盖相互垂直的两个径向和一个轴向位置安装了振动传感器。

依据VDI3834规范，其中较严重两台发电机的非传动端轴承振动加速度已达到区域III，为保证发电机正常运行，需对此轴承进行更换。

该发电机所用轴承型号为6344-M/C4，两台电机的测量转速为1000rpm，故其1倍频为1000/60=16.67Hz，2倍频为33.33Hz，3倍频为50Hz，4倍频为66.7Hz。

由故障频率信息（表1）可知，轴承外圈的故障频率为3.6175Hz，在1000rpm转速下的故障特征频率为3.6175×1000/60=60.3Hz，2倍频为120.6Hz，3倍频为180.9Hz。

双馈风力发电机振动超差的原因分析与措施

双馈风力发电机振动超差的原因分析与措施风力发电作为清洁能源，成为我国重点投资的新兴能源领域，随着单机功率的越来越大，为确保机组的正常运行及寿命，需对机组振动情况进行监测。

本文主要介绍了某款双馈风力发电机振动加速度试验、考核情况，对振动超差的原因进行了分析，并针对性地采取相应措施，从而达到提高产品可靠性的目的。

关键字：双馈风力发电机振动加速度轴向磁拉力0 引言针对某款双馈风力发电机预研机型，作为一项研究性试验内容，使用在线振动监测设备CMS，对起动—运行—停机阶段进行振动监测。

根据《GB10068 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评估及限值》及《NB/T31004-2011振动状态监测导则》要求，在发电机传动端（前端）、非传动端（后端）垂直、水平、轴向6个方向进行振动加速度监测，起动和停机阶段振动加速度≤10m/s2，运行阶段振动加速度≤3.6m /s2。

1 引出问题发电机在空载电动机工况，同步速运行阶段，试验监测前端振动加速度值4～5m/s2（见图一前端振动超差）;后端振动加速度超差，同时伴随吱吱音（见图二后端振动超差）。

2 原因分析2.1轴承预紧力不足，摩擦力过大2.1.1倾斜验证试验双馈风力发电机设计，轴承结构前端为固定端，后端为浮动端，由后端弹簧对轴承外滚道施加一个预紧力，从而使得前、后端轴承滚动体在整个滚道运动中，由轴承内、外滚道施加均匀受力。

试验中前端振动加速度值超差，有吱吱因，分析前端轴承预紧力不足，用试验来验证。

因实际发电机倾斜某个角度安装（前端高于后端）运行，转子重力沿轴向分量，相当于对轴承一个额外预紧力，在倾斜平台进行了试验，振动加速度试验值0.9～1.2m/s2，运行阶段平稳，无异音。

2.1.2 水平、倾斜试验对比对水平放置试验合格的做倾斜试验对比。

起动—运行—降速阶段整个过程前端振动加速度值符合要求，无异响。

后端从起动到运行阶段的前15分钟振动加速度值超，波形图杂乱，运行约15分钟后后端振动值符合要求，无异响。

双馈型风力发电机组振动问题分析与处理

双馈型风力发电机组振动问题分析与处理摘要：随着可再生能源的不断发展，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。

然而，双馈型风力发电机组作为一种常见的风力发电装置，其振动问题日益凸显，给系统的稳定性和安全运行带来了一定的挑战。

为了解决双馈型风力发电机组的振动问题，本文以典型双馈型风力发电机组为研究对象，分析了其振动问题的成因，旨在为风力发电领域的从业人员提供有关双馈型风力发电机组振动问题的分析与处理方法，以保障风力发电系统的稳定运行。

关键词：双馈型风力发电机组；振动问题；分析与处理引言：随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、低碳的能源形式得到了广泛应用。

双馈型风力发电机组作为其中的重要形式之一，具有结构简单、效率较高等优点，在风力发电领域占据重要地位。

然而，随着风力发电技术的快速发展，双馈型风力发电机组在实际运行中也暴露出一些振动问题，如机组振动、叶片振动等，严重影响了风力发电系统的稳定性和安全性。

一、双馈型风力发电机组振动问题分析1、机械结构方面风力发电机组的机械结构在面对外界风力的作用下容易产生振动。

机械结构问题可能包括不平衡负载、材料疲劳、制造缺陷等。

例如，叶片与主轴的连接处存在不合理的设计可能导致不稳定的振动。

此外，由于叶片的旋转速度和风速之间存在关联，当风速突变时，叶片受力不均匀，从而引发机械振动。

因此，通过优化叶片、主轴等关键部件的设计和制造，提高材料的耐久性以及应用先进的振动减震技术，可以显著减少机械结构引起的振动问题。

2、电气系统方面风力发电机组的电气系统也是振动问题的一个重要来源。

电气问题可能包括电机不平衡、电气控制失效、变频器调节不当等。

电机不平衡会引发旋转部件的震动，而电气控制失效可能导致机组无法正常启停，进而引发振动问题。

特别是在双馈型风力发电机组中，电气系统与机械系统之间存在复杂的耦合关系，电气问题往往会影响到机械系统的运行稳定性[1]。

因此，通过定期进行电机的动平衡校正，强化电气控制系统的监测与维护，确保电气系统的正常运行，是减少电气系统引起振动问题的关键措施之一。

风力发电机组发电机振动故障分析

风力发电机组发电机振动故障分析摘要：在过去的时间里，传统旋转设备的振动状态监测技术已经得到较好的发展，它主要依靠振动信号的频率特性以及振动趋势变化来分析和判断旋转设备的振动故障。

风力发电机组也是一种旋转设备。

其传动链由主轴、滚动轴承、变速齿轮箱和发电机等主要部件组成，振动的测点位于滚动轴承的轴承座、齿轮箱的行星齿轮环上，它具有以下不同于传统旋转设备的特征，在风力发电机组传动链上，部分旋转设备转速非常低。

它不但对振动传感器安装有较高的要求，以避免微弱的振动信号被噪声信号淹没，而且对振动传感器和振动监测设备的性能参数也有较高的要求，如加速度传感器的分辨率等。

关键词：风力发电机组发电机；振动故障；随着社会和经济的发展，人类面临着能源开发利用与环境保护的双重压力。

风能是一种可再生、无污染、蕴藏量丰富的自然资源，逐步受到了各国的重视，成为重点开发能源之一。

随着开发的深入，对大型风力发电机组的要求越来越高，发电机组的结构也越来越复杂，同时故障率也随之增加。

机组出现故障，不但会导致停电影响生产应用，也会带来严重的安全事故，造成重大损失。

一、风力发电机组介绍风力发电机组包含风轮、轮毂、结构、变桨距系统、齿轮箱、发电机、控制系统、传感器、电气系统、刹车系统、偏航系统及液压系统等。

首先通过风轮转换为机械能，再通过齿轮、主轴以及发电机将机械能转换为电能，从而实现风力发电。

若在管理者的操作中只能够采用风况调节的这一方法对运行中的发电机组进行调节，难以将风况参数和风机运行之间相适应，难么就会出现风况参数改变转速和功率在发电机组中也会随之改变的情况，自然也会造成振动复兴差在发电机组中出现。

因此，将在线永久的监测应用在风力发电机组的运动中就显得非常有必要，其不断能够对传动链中瞬时异常的现象发生起到捕获作用，还能够在离线的状态下对振动发生的趋势以及历史数据的特征等进分析。

二、风力发电机组发电机振动故障分析发电机是风力发电机组的核心部件，长期工作在变工况和电磁环境中，是故障高发部件。

风机振动的原因及案例

风机振动的原因及案例1风机轴承振动超标风机轴承振动是运行中常见的故障，风机的振动会引起轴承和叶片损坏、螺栓松动、机壳和风道损坏等故障，严重危及风机的安全运行。

风机轴承振动超标的原因较多，如能针对不同的现象分析原因采取恰当的处理办法，往往能起到事半功倍的效果。

1．1不停炉处置叶片非工作面积灰引发风机振动这类缺陷常见于锅炉引风机，现象主要表现为风机在运行中振动突然上升。

这是因为当气体进入叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角度，根据流体力学原理，气体在叶片的非工作面一定有旋涡产生，于是气体中的灰粒由于旋涡作用会慢慢地沉积在非工作面上。

机翼型的叶片最易积灰。

当积灰达到一定的重量时由于叶轮旋转离心力的作用将一部分大块的积灰甩出叶轮。

由于各叶片上的积灰不可能完全均匀一致，聚集或可甩走的灰块时间不一定同步，结果因为叶片的积灰不均匀导致叶轮质量分布不平衡，从而使风机振动增大。

在这种情况下，通常只需把叶片上的积灰消灭，叶轮又将再次达至均衡，从而增加风机的振动。

在实际工作中，通常的处置方法就是临时电石后关上风机机壳的人孔门，检修人员步入机壳内去除叶轮上的积灰。

这样不仅环境恶劣，存有不安全因素，而且导致机组的非计划停驶，检修时间短，劳动强度小。

经过研究，明确提出了一个经实际证明行之有效的处置方法。

例如图1右图，在机壳喉舌处（a点，径向对着叶轮）安装一排燃烧室（4～5个），将燃烧室阳入成相同角度。

燃烧室与冲灰水泵相连，将跳灰水做为冲洗积灰的动力介质，减少负荷后停在单侧风机，在停在风机的瞬间快速关上阀门，利用叶轮的惯性作用喷洗叶片上的非工作面，关上在机壳底部安装的阀门将跳灰水排跑。

这样就同时实现了不停炉而处置风机振动的目的。

用冲灰水并作清灰的介质，和用蒸汽和压缩空气较之，具备对燃烧室结构建议高、清灰范围小、效果不好、对叶片磨损大等优点。

1．2不停炉处理叶片磨损引起的振动磨损就是风机中最常用的现象，风机在运转中振动缓慢下降，通常就是由于叶片磨损，均衡毁坏后导致的。

海上风力发电偏航系统的振动特性分析与优化设计

海上风力发电偏航系统的振动特性分析与优化设计海上风力发电偏航系统的振动特性与优化设计引言：海上风力发电作为一种清洁能源的重要来源，具有广阔的发展前景。

然而，海上风力发电设备在海洋环境中面临着复杂多变的挑战，其中之一就是偏航系统的振动问题。

本文将对海上风力发电偏航系统的振动特性进行分析，并提出优化设计方案，以提高系统的可靠性和稳定性。

1. 引言海上风力发电偏航系统的作用和重要性海上风力发电偏航系统是风力涡轮机在风向变化时调整转向以最大程度利用风能的关键部件。

其作用在于确保风力涡轮机始终面向风向，并通过控制偏航角度来实现风能的最大化，提高发电效率。

因此，偏航系统的可靠性和稳定性对于海上风力发电的长期运行和维护至关重要。

2. 海上风力发电偏航系统的振动特性分析2.1 振动对偏航系统的影响振动是海上风力发电偏航系统中常见的问题，可能导致系统损坏、能效下降、设备寿命缩短等严重后果。

因此，分析偏航系统的振动特性对于优化设计和改进系统性能至关重要。

2.2 振动源与传播路径偏航系统的振动源主要包括风力荷载、机械系统的不平衡、液压泵的振动等。

振动在系统内传播的路径多样，包括结构传导、声波传声和液压传输等。

2.3 振动对偏航系统的影响机理偏航系统的振动对系统的可靠性和稳定性产生复杂影响。

一方面，振动可能导致系统部件的疲劳破坏，如轴承、齿轮等。

另一方面，振动也可能导致系统的动态不稳定，使得偏航系统无法精确跟踪风向，导致发电效率下降。

3. 海上风力发电偏航系统振动特性的优化设计3.1 结构设计优化通过优化偏航系统的结构设计，可以减小振动源并改善传播路径。

例如，增加结构的刚度和强度，避免共振频率，减少机械不平衡等手段。

此外，合理选择和设计材料，如聚合物材料、纤维增强塑料等，也可以有效降低振动。

3.2 参数调节与优化通过调节偏航系统的参数，如液压系统的压力、阀门的开度、系统的摩擦等，可以减小振动幅度。

此外，采用自适应控制方法和智能算法，可以对偏航系统进行动态调整，提高系统对振动的抵抗能力。

风电机组塔筒振动的分析与测量_高俊云

技术 | Technology54 风能 Wind Energy1 引言塔筒是风电机组中的主要支承装置，它将机舱和风轮托举到所需的高度。

在机组的整个寿命周期内，塔筒受到风轮、机舱以及自身重力作用的同时，还受到各种风况（正常风况、极端风况）引起的动载荷作用，承受大小和方向随时变化的疲劳载荷和极限载荷。

因此设计时必须保证塔筒具有足够的强度、刚度和稳定性。

塔筒的振动分析与控制是风电机组设计过程中必须进行的工作之一。

由于风轮在一定范围内转动，且风轮的转速时刻都在发生变化，因此设计时必须考虑风电机组运行时变载荷、变转速的特性，通过对各个部件动态特性及其耦合特性的设计，保证整个机组在工作过程中的平稳及安全可靠运行。

通过对塔筒振动的测量和分析，可以了解实际工作过程中塔筒的振动水平及频率成分，对引起塔筒振动的原因进行具体分析，并对设计进行验证。

2 塔筒的载荷分析目前，风电机组塔筒大都为锥形结构，其顶端安装有较大质量的机舱和在风载荷作用下旋转的风轮，如图1所示。

概括起来，作用在塔筒上的载荷主要有以下几类：(1) 气动力：作用在塔筒顶部的风轮上的气动力是塔筒载荷的主要来源。

此外，风载荷直接作用在塔筒上也会对塔筒产生动载荷。

(2) 重力：机舱和风轮重力直接作用于塔筒顶部，是塔筒设计和机组安装时必须考虑的一个重要参数。

机舱和风轮的重心位置也是设计时必须考虑的一个重要参数。

(3) 惯性载荷：由于风载荷的随机性，会引起塔筒的振风电机组塔筒振动的分析与测量太原重工股份有限公司技术中心高俊云连晋华动，而这种振动会产生惯性力，不但引起塔筒的附加应力，而且还会影响塔筒顶端叶轮的变形和振动。

(4) 控制系统的运行载荷：风电机组在运行过程中，控制系统和保护系统使机组启动、停车（包括紧急停车）、偏航、变桨、脱网时，都会引起机组结构和塔筒部件的载荷变化。

图2为仿真得到的停车过程中塔筒顶部的倾覆力矩和振动图1 风力发电机组图2 塔筒载荷和振动仿真结果3 设计过程中对塔筒振动的控制通过上面的分析可知，塔筒受到多种载荷的共同作用，特别是由于风载荷的随机性，必然引起塔筒的变形和振动，而这种振动不但会引起塔筒的附加应力，而且有可能与叶片产生共振，从而影响整个风电机组组的稳定性。

风力发电机组振动特性分析与优化设计

风力发电机组振动特性分析与优化设计一、引言随着环境意识的增强和对可持续能源的需求日益增加，风力发电作为一种可再生能源正得到广泛关注和应用。

而风力发电机组作为风力发电的核心设备，其中的振动特性对风力发电机组的性能和寿命起着至关重要的影响。

因此，进行风力发电机组振动特性的分析与优化设计对于提高其工作效率和可靠性具有重要意义。

二、风力发电机组振动特性分析1. 振动特性的分类风力发电机组的振动特性可分为结构振动和机电耦合振动。

结构振动主要指风力发电机组在运行过程中由于外部环境或内部因素引起的结构本身的振动情况。

机电耦合振动则是指风力发电机组在工作状态下，由于风轮叶片和发电机等设备的相互作用而引起的振动。

2. 振动特性的影响因素风力发电机组的振动特性受多种因素影响，其中主要包括以下几个方面：(1) 风轮叶片特性：风轮叶片的质量、弹性模量、自然频率等参数直接影响振动特性。

(2) 发电机质量和结构：发电机的转子质量均衡性、轴承刚度和阻尼等因素对振动特性有重要影响。

(3) 塔筒和机座：塔筒和机座的刚度和阻尼是风力发电机组振动特性中不可忽视的因素。

(4) 外界环境：风速、风向、地震等外界环境因素也会对风力发电机组的振动特性产生影响。

三、风力发电机组振动特性优化设计1. 结构优化通过采用合理的材料、结构和工艺，可以降低风力发电机组的结构振动。

例如，优化风轮叶片的形状、增加叶片的刚度和质量均衡，都可以有效减小风力发电机组的结构振动。

2. 整体设计优化在风力发电机组的整体设计中，应考虑机电耦合振动问题。

通过合理设计发电机转子和轴承系统，增加系统的阻尼，可以减少机电耦合振动对整个风力发电机组的影响。

3. 控制系统优化合理的控制系统可以起到减小风力发电机组振动的作用。

通过引入主动振动控制技术，使用传感器和执行器对发电机组进行实时调节，可以减小振动对整个系统的影响。

四、案例分析以一台某型号2MW风力发电机组为例，进行振动特性分析与优化设计。

发电机组轴向振动分析及处理案例

发电机组轴向振动分析及处理案例振动案例轴向振动分析案例国产75MW汽轮发电机组是60MW机组的改进，采用双转子和四轴承支撑结构，发电机前后瓦分别采用落地式轴承座，并采用无刷励磁。

该类型机组只生产了四台，其中两台机组出现了异常振动故障。

虽经厂家多次处理。

未能找到原因所在，严重影响了机组正常运行。

应电厂邀请，对两台机组进行了测试。

发现两台机组故障现象相同。

现将其中一台机组振动测量数据和分析过程总结出来，供同类机组故障治理参考。

1．机组振动情况表1给出了机组升速过程中的振动数据。

该机组升速过程中，过I 临界时振动不大，定速后机组三个方向上的振动速度有效值都很小(3’轴承轴向振动除外)，振动位移值达到优秀水平。

定速后转子加励磁，从0升到10500V后，发电机前后轴承振动加剧(表2、表3)。

振动故障主要表现在。

随转子电压升高，轴向振动明显增大。

频谱分析表明，振动的增大主要是由于100Hz分量的增大所引起的，工频振动分量基本没有改变。

机组加励磁电压到额定值后，进行带负荷试验。

此阶段内，机组振动基本不变。

2．振动原因分析(1)机组定速后工频分量很小，说明转子平衡良好。

(2)转子加励磁电压后，轴向振动增大主要是100Hz所引起的，其他方向上振动增大虽没有轴向明显，但频率也是100Hz。

厂家对机组中心、轴瓦间隙、紧力以及定转子磁力中心等进行了多次复查，未见好转。

说明振动不是由于这些原因所引起的。

(3)对机组台板和轴承座连接刚度进行了测量，发现相邻部件振动差异小于5μm，说明机组连接刚度很好，也不存在二次灌浆不好缺陷。

(4)定子外壳振动很小，手摸几乎没感觉，所以也排除了定子传递振动的可能性。

(5)对3、4号轴承座进行了激振，表4给出了固有频率测试数据。

3。

轴承座轴向固有频率约为102．5Hz，和100Hz很接近。

综合以上分析可以得出，发电机转子加励磁电压后，由于电磁力频率和轴承座固有频率相重合，微小电磁力作用到轴承座上后，都会激起大幅度振动。

风力发电叶片振动控制的数值模拟分析

风力发电叶片振动控制的数值模拟分析简介：风力发电是一种可再生能源，越来越受到全球关注。

风力发电机组的核心部件之一是叶片，其质量、结构和振动对风力发电机的性能和寿命有着重要影响。

本文通过数值模拟分析风力发电叶片的振动情况，以实现振动的控制和优化。

一、风力发电叶片振动分析的背景风力发电叶片在运行过程中可能会受到多种因素的影响，如气动力、风载荷、失重力、旋转惯性力等。

叶片的振动会导致损耗和噪音的增加，还可能引发疲劳破损甚至结构失效。

因此，对风力发电叶片的振动进行准确的分析和控制具有重要意义。

二、数值模拟分析方法1. 建立叶片的有限元模型数值模拟分析的基础是建立叶片的有限元模型。

通过将复杂的叶片结构离散化为有限数量的有限元单元，可以准确地描述其变形和振动情况。

模型的空间精度和单元数量的选择对结果的准确性和计算效率有重要影响。

2. 材料力学参数的定义在模型中，需要定义叶片的材料力学参数，包括弹性模量、泊松比和密度等。

这些参数对叶片的刚度和振动频率有着重要影响。

准确定义材料力学参数是保证数值模拟结果准确性的前提。

3. 振动条件的设定数值模拟分析中，需要设定叶片的振动条件。

常见的振动条件包括固支、自由振动和受迫振动等。

根据实际情况，我们可以选择合适的振动条件进行模拟分析。

根据不同的振动条件，可以得到叶片在不同工况下的振动情况。

4. 边界条件和加载条件的设定在数值模拟分析中，需要设定叶片的边界条件和加载条件。

边界条件包括叶片的固定支撑点和边界约束条件等，加载条件包括外部力的大小和方向等。

通过合理设定边界条件和加载条件，可以模拟出叶片在实际工作环境中的振动情况。

5. 振动模态分析振动模态分析是数值模拟分析的重要步骤之一。

通过求解叶片的振动模态，可以得到叶片的固有频率和振动模态形态。

这些信息对于优化叶片结构和控制振动有重要意义。

振动模态分析可以通过求解叶片的特征值问题得到。

三、数值模拟分析结果与分析在完成数值模拟分析后，我们可以得到叶片的振动情况。

2.5MW风力发电机震动问题探讨

2.5MW风力发电机震动问题探讨摘要：新疆某 2.5MW机组在调试完成后运行一段时间发现机组有震动现象，震动同时机组报出故障，通过故障现象分析主控和变流故障文件，对故障点逐步排查，最后找出引起此故障的原因，并对故障原因和相关故障做深入分析。

关键词：扭矩比较；震动；DUSB25排线1 机组配置106/2500kw 变桨变流高澜水冷2 故障描述新疆某2.5MW机组进行动态调试工作，调试完成后启动风机，机组并网正常，未报出任何故障，运行一段时间后，在中控的故障历史中发现机组不定期报出机舱加速度超限故障，和扭矩比较故障，但业主通过中控远程将故障复位，现场人员发现后立即去机组观察现象，发现机组在运行过程中有震动现象，在机组观察时发现震动是由于扭矩突然跳变导致的，震动的同时会报出扭矩比较故障，不论功率大小（500KW-2000KW不定），还是运行时间的长短，故障会不定时的报出（最短时间20分钟左右，最长时间3～4个小时左右），同时伴随着机组震动，震动时，感觉发电机有间歇下坠状态，机组运行稳定性比较差。

3 处理过程当机组发生震动时，首先排查的是机组的机械问题，塔筒力矩是否打好，震动是不是由偏航引起的，叶片零刻度是否对好，等等。

现场人员逐一对以上机组内的机械原因可能导致的机组震动进行排查，确认上述没有任何问题。

在排除了机械问题后，根据故障现象，现场人员把故障点缩小在了变流器主柜的机侧模块和相关控制器件上面，通过机组震动时的故障文件可以分析出震动是由于主柜机侧反馈的扭矩突然跳变导致的，这刚好符合现场人员确定的故障范围，由于在故障范围内的机侧的相关硬件较多，所以现场人员采用分步式方法进行逐一排除。

首先对机侧的控制器cpu板进行测试，方法是将主柜和从柜的机侧cpu板进行对换，通过测试cpu，在测试过程中，机组同样报出扭矩比较故障，查看主控故障文件，发现还是主柜机侧的扭矩异常，此时可以排除是cpu的问题。

随后现场人员将测试的重点目标放在了机侧功率模块上，自主变流的功率模块分左模块和右模块，在小功率条件下通过更改驱动板上的DUSB25接线可以实现单模块运行，如果是其中的一个模块有问题，就可以通过排除法找出故障点。

风电机组振动监测案例分析

风电机组振动监测案例分析作者：郑海波来源：《风能》2014年第07期随着我国风电行业规模的扩大，风电机组的运行维护工作显得越来越重要，如何做好风电场的计划维护，降低风电场设备的故障率，提高设备的可靠性，对于风电项目的盈利与否，将起到非常关键的作用。

风电机组的维护维修引入振动检测技术，可以有效的减轻技术人员的工作量，提高维护维修的效率，降低维护维修的成本。

振动监测技术可以定义为识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合性的应用科学，主要研究机械设备运行状态的变化在故障诊断信息中的反映。

其目的是通过对振动的测量评估设备的运行状态是否正常进行检测，并根据设备的振动变化趋势预测其寿命，以实现对设备状态的动态管理。

国华能源投资有限公司是国内风电行业最早推广振动监测技术的公司之一，也是目前安装规模最大的公司之一。

国华公司于2008年开始引进振动监测技术，在部分风电机组上试运行后，取得了较好效果，并于2010年开始大规模推广，最初大规模引进的是GE公司况得实品牌的振动监测设备，通过与厂家一起摸索与探讨，制定出了较完善的技术方案与设备安装工艺，为后续的持续推广奠定了基础。

截止到2013年底，国华公司安装的在线振动监测设备的风电机组达到800余台。

通过对风电机组运行状态的监控，及时诊断出各类设备故障，极大的提高了风场计划性维修的比例，节约了发电量及运营成本，取得了良好的效果。

案例分析一、齿轮箱中速轴齿轮损伤齿轮箱传动比：1： 94.65；齿轮箱结构：一级行星，两级平行轴；故障现象：齿轮箱在运行时振动较大，伴随有规律的冲击噪声。

齿轮箱各测点振动幅值超标报警，在平行级低速轴部位振动幅值达到最大，该部位振动时域波形图及频谱图如图1、图2所示。

图1的时域波形在低速轴转速为每分钟64.56转时测得，波形上冲击信号非常地明显，相邻两个冲击信号的时间间隔为0.2109s，换算成频率为4.741Hz，图2为该部位在同样转速下的振动频谱图，相邻两光标的频率差值为低速轴与中速轴啮合频率的边带频率，同样为4.741Hz，由此可知，4.741Hz的频率为该转速下齿轮箱故障信号的来源。