摘要：随着市场经济的快速发展，风电技术也在不断的发展，进而也就在不断的成熟，技术不断的成熟，给顺利实施新能源风力发电项目提供了物质基础，对于开发新能源来说有着非常重大的积极意义。但是风力发电机在现如今经常存在着不少潜在故障隐患，应及时监测并发现故障已保证发电机的正常运行。此文通过经验与实际工作相结合，深入研究了如何检测发电机故障并加以排除，希望能为今后我国风电专业的发展奠定良好的基础。
关键词：风力发电机；故障检测诊断
本文主要针对该机型状态监测及故障诊断技术进行分析。风力发电机首先将风能通过风轮转换为机械能，再通过主轴、齿轮箱等将机械能转化为电能，进而实现风力发电。一般风力发电机的运行环境比较恶劣，因此其故障的发生率也是比较多的，根据相关资料表明：风力发电机组的典型故障主要集中在齿轮箱、发电机、叶片、电气系统等部位。针对不同的故障部件和故障特征，采取合适的故障诊断 方法是有效实施状态监测和故障诊断技术的保证
一、风力发电机组的故障形式
风力发电机一般处在较为恶劣的运行环境，由此故障危险发生的频率也极高，依据相关资料显示：齿轮箱在风力发电机组作为主要的故障发生点、其余故障还包括发电机、叶片、电机系统等部分。对于不同的故障部件、特征，进行故障的有效诊断与处理是发电机故障检测和诊断技术的一大保证。
二、故障诊断、状态监测情况
现如今风力发电机的情况检测与事故诊断大都用电脑进行控制，收集信息、实时检测、信号处理等合为一体的监测处理系统。通过测定发电机组振动、机身温度以及压力等得来的监测数据与估计值进行对比，以便及时掌握发电机的运行情况，并通过电脑计算出相应的数据进行分析，充分利用计算机能够准确也计算问题的能力排除设备故障。在将信号进行处理分析。一般信号的收集工作都要在设备进行检测安装完成之后，检测设备在完成信号收集之后，应将信号移动到计算机内进行处理，于此实现对信号的快速处理分析。
2.1齿轮箱
齿轮箱是发电机的重要组成部分，承担着连接主轴与发电机的重任，齿轮箱的内部结构较为复杂，因此该部位的故障发生率也就比较多，如轴承会不时出现故障、同时故障也包括齿轮故障以及润滑系统。伴随着风力发电机的生产使用，齿轮箱发生故障的几率也不断增加，为了防止齿轮箱故障而导致停工，人们加强了齿轮箱的检测频率，目前我国主要使用振动方法、温度测量法进行测量。其中温度测量法主要是根据零件温度变化进行齿轮状态监测。温度由于是状态量测量较为方便。简单易行，此种测量方法已经成为风力发电机的主要测量方法，用在齿轮箱、发电机以及机组的重要部分的健康状态检测。
2.2发电机
发电机是风力发电机的核心部件，主要负责将机械能转变为旋转中的电能，因此保持发电机正常运行是风力发电机健康运行的保障，风力发电机由于长期处在电磁环境中工作，导致发电机经常出现故障的部位有：振动幅度较大，机组过热、定子线圈出现短路等。根据这些故障特点，进行发电机故障判断的方法有关测转子、定子运转数据、电压以及输出信号的检测。通过对相应电流分析可以识别发电机组故障，从而进行故障位置的快速确定。
2.3叶片
风力发电机主要看叶片吸收风能，并且在发电机中承担着极为重要的作用。叶片由增强复合纤维材料组成，但由于叶片体积较大也较为发生故障，当叶片发生故障，不仅影响机组正常工作，也会导致整个发电机组出现致命安全问题。叶片常年暴露在发电机组外边，经常受到暴雨等天气影响，由此叶片经常会被雨水腐蚀。依据故障检测资料显示，叶片发生故障的原因主要是由于受力不均匀，由于叶片在故障发生时与未发生故障时工作效果完全相同。我们在检测叶片状态时主要使用光线传感器，对叶片应力应变的变化范围进行分析，并根据检测状态进行叶片分析。该方法主要应用于叶片较为恶劣的环境中。此外，国外相关人员还利用现代无损检测手段 对叶片的健康状态进行识别。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆声发射检测方法是利 用物体内部因应力集中产生断裂、变形时释放的应 变波来识别被检部件的异常情况。风力机叶片长期 受到空气动力的交变冲击以及腐蚀等，会产生裂纹、变形等异常，可借助声发射检测。红外成像检测方法是利用物体在不同温度下辐射出来的红外线成 像识别异常状况。物体表面的健康状态（裂纹、剥落 等）会影响热辐射的能量分布，利用该特点，红外成 像检测方法可用于零部件表面裂纹的诊断识别。虽然国外在风力机叶片故障诊断方面取得了一定的 研究成果，但主要还是处于试验阶段，应用到实际 中还需要一定的时间。
2.4电气系统
电气系统是发电及电网输出的主要部分，控制着发电及电能的主要输出。电器系统元件属于精密器件，由于其中微小部件较多易发生故障影响整体运行，我们经常认为电气系统的主要故障多发于线路短路、电流不稳定、温度过高等，我们进行电气系统的检测多采用性能参数比对方法，此方法主要利用计算机技术对发电机的电流输出功率等数值与预设的数值进行对比、检测，再根据对比、检测结果判断发电机电力系统是否正常运行。发电机的状态监测、故障检测技术等融合了处理数据、信号分析、计算机计算、电子测试等多种专业知识。从而提高处理发电机故障的方法、手段。
三、风力发电机的检测诊断技术
根据作者的调研，以及亲自到场进行风力发电机振动测试分析，发现风力发电机主要存在以下问题：
3.1故障以及失效准则研究
由于风力发电机是新型装备，需要结合风力发电及实际施工状况与故障事实进行分析，针对故障已发生的发电机界面，开展损伤研究等动力学研究。如识别齿轮箱损伤以及发电机增速，大多数齿轮箱采用的是行星齿轮转动，其独特的复合转动方式是的故障特征相互结合，应进行行星齿轮箱模型与动力的深入研究；在风力发电机叶片损伤观测方面，因叶片会受到风力变化的影响，经常会发生叶片断裂、内部脱层等问题，并且与齿轮箱材质相同叶片也是有复合材料制成，导致发生问题处理困难，由于目前我国复合材料没有很好的性能损伤准则，导致我国复合材料的相关规定较少。
3.2机组振动处理方法
发电机的运行环境围变转速环境，对于故障的计算十分困难，这就使得定位故障有极大难度，因此研究适合发电机诊断信号的分析方法就极为重要。如阶次分析，这种方法巧妙地将发电机时间间隔采样信号转换为角度采样，从而在一定程度上防止了因频率变化造成的信息丢失。此外分析方法还有发生检测、红外线检测等，可防止因转速变化等问题影响检测结果，从而进行准确的故障识别。
3.3研发合适的软硬件系统
现阶段我国风力发电机振动监测系统并不成熟，由于属于新兴机械导致市场竞争激烈，而无法进行相关改善，使用发电机的相关企业虽然希望拥有振动监测系统但由于投入过于庞大而止步。
四、结束语
综上所述，现阶段我国环境大不如前，风能作为纯净无污染的新兴技术，广泛应用与我国各个生产行业，风力发电机已然成为世界各国的重点研究对象。但风场的高发地区较为偏远，使得当发电机出现故障时无法有效处理，给发电机的运行监测工作带来不小困难。由此为了检测并防止发电机故障，我国应大力开展风力发电机研究工作，不仅为我国新能源的利用提供保障，同时，也可以在一定程度上推动我国经济的整体发展。
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论文作者:姚邵杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/4
标签：故障论文; 齿轮箱论文; 发电机论文; 叶片论文; 风力发电机论文; 状态论文; 发生论文; 《基层建设》2018年第36期论文;