关键词：风机；叶片振动；原因
如今，风力发电是非常常见的。而且这种能源是比较安全可靠的。当中风力发电机是必不可少的。而风机叶片就是其中的一个部件。如果风机叶片出现故障的话，是会影响到风力发电的。
1风机叶片振动
1.1检测
其实，风机出现故障的原因有很多。其中，这个风机振动就是最大的原因之一。通常情况之下，风机设备出现故障问题，其相关的信息主要是通过风力发电机中的振动信号来传递出去的。因此，在风力发电及运行的过程当中是通过利用相关的设备来检测振动的信号的。而且还要对这个信号中携带的数据进行一个合理恰当的分析，从而才能真正了解到风力发电机设备的健康情况。对于风力发电机来说，出现故障是非常常见的。风力发电机的实时运营情况，是发现风电设备的故障和维修的重要依据。而对于风机叶片来说，它的加速度是可以利用相关的传感器来测试的，它的参数是可以反映出风机设备当中的叶片的振动程度的。其速度大小可以通过数学的方式来计算出来。同时，风机的叶片振动幅度的快慢，也可以通过速度表现的方式来进行表达，从而可以对风机叶片的振动幅度进行分析。
1.2检测方案
首先，我们应该设置风机的三个叶片。分别把风机的三个叶片标注为1、2、3。在这三个叶片上面，我们要均匀的配置五个加速度传感器。而且要对这个传感器进行编号，分别标为ABCDE。通过这种方式，我们就可以检验出叶片上不同位置上的三维方向的加速度的数值。然后，再通过计算的方式，我们就可以得到每个叶片当中的空间振动模态。同时，也可以利用三个叶片不同的位置来进行分析风机叶片系统的平衡状态。在进行这一个步骤的时候，是一定少不了这个风机故障预测系统的。
2工作原理分析
在此处要做的一个介绍就是在风力发电过程当中的风机叶片振动的一个原理进行一个详细的介绍。因为在风力发电的过程当中震动的方式，它不仅仅可以反映设备的运行的情况，除此之外它还能够反映设备发生一些故障的可能性，因为在风力发电的过程当中每一片风机叶片都有它固定的工作频率。根据这样一个固定的数值，可以对风机叶片的速度和位移等重要的一些数据进行一个十分重要的判断，如果说加速度的值越大的话，那么说明发生故障可能性的标准就更加的高。其中对加速度的值进行测量的原理，主要通过下面三个方面来进行一个详细的介绍。首先是要利用加速度的积分处理。其次是对速度进行积分处理之后，要根据风机叶片发生振动时的情况，可以更好的了解出振幅的情况。最后一个是根据前面测出的位移加速度的值和速度等进行一个天量计算，然后根据这些数据进行一个有效的处理。
3材料刚性对振动的影响
风机如果长时间在高强度的振动条件下运行会导致材料的刚度大大降低，从而导致整台机器出现故障。如果风机的振动幅度太大，再加上机器的底座性能不好，就会使得轴承容易裂开。在风机实际工作的时候，可能会遇到以下情况：风机的转速慢慢增大，在合适的转速下，振动并没有很大的影响。但是如果转速超过一定范围的时候，振动会突然变大，造成这种现象的主要原因是风扇材料突然变形。随着风扇转速的不断增加，其离心力也不断增加。当离心机增加到一定限度的时候，会使得叶片和主轴发生明显的变化，从而使得偏心度和干扰力不断增加。叶片和主轴发生明显变形之后，作用在叶片和气流上的作用力也会发生明显的变化，此时，空气动力的干扰力也会发生变化。当运行状态比较稳定的时候，干扰力也非常稳定，进而可以进行动平衡工作，在这种情况下，平衡是由弹性变形引起的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过分析可以得出，材料的刚性对风机的振动也是有一定影响的，但是这种平衡风扇的产生是有一定条件的：刚开始启动的时候一定要保证合适的振动，慢慢加大振动的幅度，风扇正常工作之后，振动将保持在一个稳定的状态。
4风机的对中对振动的影响
风扇的对中通常被认为是满足安装要求的对中。然而，我们可以进一步扩展：风扇的振动是空间力系统综合作用的结果，这种振动引起的变形可以称为弹性变形范围内的定心，反之亦然。现场动平衡很难做到。主要是关于如何判断风扇是否在弹性变形范围内运行。了解风机叶轮的受力情况，同时可以判断风机振动的变形是否在弹性变形范围内，使得现场动平衡相对简单。
5风机叶片振动超标缺陷分析方法
当风机叶轮振动超标时，应该从多个方面找出原因。通过对振动原因的分析，可以消除设备的潜在故障，实现稳定运行。一般来讲风扇振动的来源包括轴承座的振动、转子和临界速度引起的振动导致旋转失速。在实际工作的过程中，风机轴承的不断振动中，转子质量的振动大部分是不平衡振动。引起转子质量不平衡的主要原因有：叶轮使用过程中磨损均匀，叶片表面有灰尘堆积或者有些部位生锈，叶轮的叶片或者是其它部分有一些其它杂质，主轴的局部地方出现弯曲，后叶轮出现不平衡的现象等。叶轮强度不足会导致叶轮开裂或局部变形。叶轮上的松动零件或松动连接等。均会引起轴承振动。滚动轴承异常引起的振动：（1）轴承装配不良引起的振动。（2）滚动轴承表面损坏引起的振动。（3）由于轴承座刚度不足而引起的振动：基础灌浆不良、地脚螺栓松动、垫圈松动以及底座连接薄弱都会引起强烈的强迫共振。这种振动的主要特征是有缺陷的地脚螺栓处的轴承座和大的径向部件的大振动。
6风机叶片故障预测振动设计
最后要进行介绍的就是风机叶片故障预测振动设计。硬件的设计主要有很多方面的设计，首先要介绍的是对于传感器来说，在对传感器进行一个设计的过程当中，一定要选择质量比较好的硬件设备，因为在进行传感器的设计过程当中，如果说传感器的质量不能够得到保障的话，那么在进行使用的过程当中，很有可能会产生很大的问题。在进行传感器的选择的时候，以其振动的频率作为衡量的一个标准，并且对传感器的外部的电容组进行一个限定来达到降低噪音的功效，还能够提高分辨率，根据检测的需求能够不断的增加它的保障。其次是根据存储器来说，在对存储器进行设计的时候，就必须要选择质量更加高效的存储器。因为存储器它不仅仅可以对风叶电机的频率进行一个更好的分析，还能够对电机的故障进行一个及时的处理。第三个比较重要的是对信号进行处理的过程当中要将数值设置得高一些，这样的话能够更好的保障在传输过程当中的准确度。第四个是对于CPU的设计是主要的能够提升信号转换的速度还能够对功能强大的杂波进行有效的处理。最后一个要介绍的是对其他系统进行设计的过程当中，尤其是对继电器进行处理，一定要选择质量过硬的继电器，这样可以对电路的设计和信号采集，能够保障其安全运行和转速线路的正常的采集。
7结束语
风力发电是如今解决能源问题的重要途径。虽然，在风机的运行过程中还是会存在着一些故障的问题，但是，这些问题都是能够得到很好的解决的。风机故障预测系统就是能够解决风机故障问题的关键。利用这个系统，我们也可以对风机的叶片振动进行分析和研究。而且，其在运用的时候，效果也是相对比较不错的。这个系统，也是值得去设置和试验的。
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论文作者:赵永鹏
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第2期
论文发表时间:2020/4/22
标签：风机论文; 叶片论文; 叶轮论文; 故障论文; 传感器论文; 加速度论文; 过程论文; 《工程管理前沿》2020年1月第2期论文;