风力发电机常见故障及其分析

茂名职业技术学院

毕业设计

题目：风力发电组轴承的常见失效形式及故障分析系别：机电信息系专业：机械制造与自动化班别：13机械一班姓名：***指导老师：***日期：2015年7月1日至2016年5月1日

内容摘要

随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。

本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。

关键词

风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断

Common Faults And Their Analysis

Of The Wind Turbine

Abstract

With the global economic development and population growth, humanity is facing with the pressure from two sides of the energy use and environmental protection, the energy problem and environmental pollution has become an increasingly prominent issue. Wind power as a abundant reserves of natural resources, because of its convenient use, renewable, low cost, no pollution, has been more widely used and rapid development in the world. Wind power has been taken as one of the priority development energy sources in the world．The increase of wind power capacity and complicated system structure will not only cause power outage，but also raise serious accidents when the set is at fault．

In the beginning, the dissertation introduces the practical significance of project and the common failure mode of wind turbines, then researches and describes the failure of gearbox in detail, including the cause of failure, how to identify and how to improve the design. Based on the analysis of common failures, not only provide assistance for fault diagnosis to the technical

maintenance of wind power plants, but also provide a theoretical basis to the wind power equipment manufacturing and installation departments.

Key Words

Wind Turbines; Failure Mode; Gear Box; Fault Diagnosis

目录

第一章绪论 (1)

1.1 风力发电的背景 (1)

1.2 风力发电机故障诊断的意义 (2)

第二章风力发电机常见故障模式及机理分析 (5)

2.1 风力发电机结构 (5)

2.2 常见故障模式及机理分析 (7)

2.2.1 叶片故障及机理 (7)

2.2.2 变流器故障及机理 (8)

2.2.3 发电机故障及机理 (10)

2.2.4 变桨轴承故障及机理 (13)

2.2.5 偏航系统故障及机理 (16)

2.3 本章小结 (21)

第三章风力发电机齿轮箱故障诊断 (22)

3.1 风力发电机齿轮箱常见故障模式及机理分析 (22)

3.2 齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (28)

3.3 针对齿轮箱不同故障的改进措施 (32)

第四章结论 (36)

致谢 (37)

参考文献 (38)

风力发电机常见故障及其分析

第一章绪论

1.1 风力发电的背景

随着全球人口数量的上升和经济规模的不断增长，世界范围内对能源需求持续增加，化石能源、生物能源等常规能源使用带来的环境问题日益突出。在此背景下，低碳经济即以低能耗、低污染、低排放为基础的能源经济发展模式应运而生。风力发电作为清洁能源的一种，是适应当前经济下国际能源发展的新型发电技术，有着得天独厚的优势：风能分布广泛，蕴藏量巨大，是一种可再生资源，有利于可持续发展；风力发电无温室气体排放，清洁无污染，完全符合低碳经济低能耗、低污染、低排放的要求；风力发电施工周期短，占地少。

风能作为一种清洁的可再生能源，蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。