浅析风力发电机组发电机故障

刘浩

摘要：风力发电用旋转装置的振动模态控制技术比较先进，主要是根据振动信号的频率特性和振动趋势的变化来分析旋转装置的振动故障。风力涡轮机是旋转设备。驱动电路主要包括主轴、滚动轴承、齿轮箱和发电机等部件。振动测量点主要在滚动轴承的卫星轴承和变速器的卫星环，其特点是在发电机传动链的传统旋转设备中，一些旋转设备的旋转速度非常低。为了防止微弱的振动信号进入噪声信号，对振动传感器、加速度分辨率测量装置等振动检测方法的性能要求不仅更高，而且更高。基于此，本文对风力发电机故障进行了深入分析。

关键词：风力发电机；发电机;过错

示范

在社会经济发展过程中，节能环保工作大多做得很好。风能是一种可再生、无污染且非常丰富的自然资源，国家也十分重视，并已成为其发展的关键能源之一。随着发展的深入，对大型风机的要求不断提高，结构越来越复杂，故障率也越来越高。设备故障不仅影响发电和应用，还会造成严重事故和巨大损失。

1风力涡轮机简介

风力涡轮机由转子、轮毂、结构、控制系统、齿轮箱、发电机、电气系统和液压系统组成。首先需要将风车转换为机械式，然后利用齿轮、主轴和发电机将机械能转换为电能来产生风能。如果仅仅通过调整风向来调整机组的运行，很难将风向的参数应用到风力发电机的运行中，也很难改变转速和转速。风扇的转速也会改变发电机的功率，自然也就降低了发电机的振动。因此，对风机在线运动的持续监测对于持续监测传动链的瞬态异常、监测波动趋势、分析历史数据以保证风机正常运行非常重要。

2风机故障排除技术

2.1振动监测技术的应用

振动监测技术常大规模应用在机械设备中，通过安装传感器，可以测量和分析风机运行过程中产生的速度和位移，从而准确评估故障的位置和类型。机械设备在实际运行过程中，轴承、齿轮等内部部件逐渐产生裂纹、缝隙等，形成振动的激励源，并以周期性的形式出现在振动信号中。振动监测技术的原理是通过记录振动信号的时域和频域波形，然后与正常机组的振动信号进行比较，分析计算出故障位置。振动监测技术精度高，可实现快速准确的机械故障定位，广泛应用于风机故障诊断。

2.2红外光谱分析技术的应用

因为在不同的化合物中，物质分子的化学键所对应的波段的波数范围很小，大部分官能团在红外光谱中有典型的吸收，样品的不同成分表现出不同的形态，例如甲基、羟基等。通过使用红外光谱分析技术，技术人员因此可以准确分析样品的成分，从而准确了解仪器的磨损部分。在正常情况下，红外光谱分析方法往往要与润滑油的油分分析技术配合工作，即风力发电机的故障诊断与油分的红外光谱相辅相成。

三、风机故障排除方法

风机发生故障后，必须结合监控系统的故障信息、操作说明等快速定位故障并停机检修。为了快速启动风电生产，必须更换故障设备。许多易损件和易损件必须存放在风电场中，一些大型设备无法更换。必须指派专人应对紧急抢修，并确定相应的维修计划。故障修复后，必须全面记录故障位置、解决方法和故障原因，作为后续工作的依据。

例如，在某风机故障中，经过现场检查和故障统计分析，发现驱动端缺少接地装置，只有非驱动端轴承有接地装置，很可能造成轴当前的腐蚀问题和对轴承的相对损坏。此外，轴承密封结构设计不合理，问题是油脂泄漏和闪爆事故的威胁。此外，从转子引出的线缆连接不牢固，线缆存在磨损等问题。在这方面，最重要的故障排除解决方案如下：

3.1在变频器末端种植接地装置

发电机驱动端装有接地碳刷，可将轴电流带至地面，避免轴承损坏。

3.2优化轴承室的密封结构

由于轴承的内盖没有迷宫结构，很难达到较好的密封效果，从而导致轴承润滑脂泄漏。现在，通过放置迷宫结构，密封效果大大提高，也避免了油脂泄漏。

3.3紧固转子线

发电机在高速运转过程中，从轴孔引出的电缆由于离心力的作用而飞扬，对轴产生很大程度的摩擦，从而导致绝缘损坏和中性点现象。转子也关闭了。现在分别连接出线的三相，并用合适的毛毡包裹并垫住轴孔的接触区域。这样，在发电机快速运行过程中，减少了电缆上的离心力，减少了与轴的摩擦，解决了绝缘损坏等问题。

4风力发电机故障预防措施

4.1定期维护

风机在使用了类似的一段时间后，要定期进行维护工作，以保证风机的稳定运行。确保各连接点连接良好，并润滑输送带等部件。必须对风机的主要功能部件进行测试。如果风机长时间运行，螺栓可能会松动，并且由于风机在振动条件下长时间运行，螺栓可能会松动。如果螺栓松动，则保持力会不均匀，因此更容易切割。因此，在实际的维修工作中，一定要仔细检查螺栓的拧紧力矩，确定螺栓是否松动，及时进行保养。在实际加工过程中，如果风机环境温度在-5℃以下，螺栓的扭矩必须降低到正常扭矩的80%，这样更容易拧紧。测试时还必须保证室温在5摄氏度以上。在一些维修工作中，螺栓通常在夏季进行维修和松动，在有风或有风的情况下进行维修，以有效利用风力资源。

4.2远程故障排除

对于风机来说，很多故障可以通过远程复位控制来解决，相关故障也可以通过自动复位控制来排除。一台风机的良好运行不仅关系到其内部部件的质量，还关系到网络的质量。因此，为了处理各种保修角色，可以通过风机的双向保护来有效消除故障问题。由于风能资源的强不稳定性，特别是风速和风向的控制难度很大。因此，必须启用自动复位控制，以自动恢复风速和最高工作温度。例如可以自动恢复发电机组的温度，以及变速箱和工作环境的温度。在实际运行过程中，风力发电机组经常出现过载，在这个阶段可以自动恢复。除了上面提到的自动复位错误外，以下几个原因也容易引起远程错误复位：一是风机故障报警，二是检测传感器故障，三是风机运行不可靠或控制系统工作不正常。

4.3采取有效措施，高效运营

首先，在风力涡轮机控制系统中安装一个数字滤波器，并且必须对发电机转速信号进行相应的预处理步骤。调整滤波器后，控制系统信号稳定，不被放大。壳参数值可以从俯仰系统中获取。其次，更新原控制程序的软件，需要用平滑稳定的波形替换旧的不稳定波形。第三，风力发电机振动监测系统的硬件系统无需改动，仍沿用老的信号采集方式。同时，排除并测试风扇振动传感器故障的可能性。第四，从现场测试数据可以看出，软件更新后，波动在远离报警值的地方保持稳定，消除了振动报警。第五，可在风机配置系统中安装新的DAS系统，确保系统运行无报警。第六，更新风电机组软件后，内部控制系统将重新配置，使振动水平保持稳定并远低于报警限值。

结论

总体而言，通过以上详细的分析和讨论，可以看出风力发电机在运行过程中容易出现故障。应采用先进、科学的诊断技术，找出故障原因，确定故障和故障的确切类型。可能的后果并结合诊断结果。尽快采取纠正措施。同时，风力发电机组的故障处理不仅可以依靠故障信息，还必须现场进行运维工作，多方面分析故障原因，总结经验，寻找规律，并确保故障得到及时、准确的修复。只有这样才能缩短维修时间，提高维修成本控制效果，为风机安全稳定运行创造有利条件。

参考文献

[1]王丽敏.风力发电机变流器故障的分析与改进[J].机械制造，2020，58（4）：104-108.

[2]李静.风电机组传动系统故障检测及诊断研究[D].南京:东南大学,2017.

[3]郭梅.风力发电机传动系统振动监测与故障诊断系统研究[D].杭州:浙江大学,2017.

[4]银磊，孙启涛，鲁纳纳.风电机组齿轮箱高温故障分析与预测[J].风能，2020(12):70-73.