探析风力发电机组发电机振动故障

探析风力发电机组发电机振动故障

许鑫

国电华北内蒙古新能源有限公司 010010

摘要：力发电机组发电机振动故障直接影响到机组设备的正常运转。为了提升风力发电机的运转能力提升供电质量。该文结合实际，在分析风力发电机组结构组成的同时，对风力发电机组振动故障因素进行总结分析，同时给出针对性的振动故障处理措施，希望论述后，可以给该方面的研究者提供参考。 关键词：风力发电；机组发电；机振动故障；分析

0前言

风力发电系统的重要构成分为两个项目，一个是风力机，一个是发电机。风力机的作用是将收集的风能变为需要的机械能，进而通过发电机再把得到的机械能变为电能。其中发电机系统是整个风力发电系统的主要部分，它对最终发电的效果，以及发电系统的质量都有着紧密的联系，同时也是经常会出现问题的地方。因为该系统通常会在外界工作，所处氛围不佳，这就会导致很多问题的发生，所以必须应该对机组经常检查研究，发现问题时应该及时处理，这样可以确保系统工作时的质量，这对机组能否持续稳定的运行有着非常密切的关联。

1 风力发电机组介绍

风力发电机组是由风轮、齿轮箱、主轴与发电机等部分构成的。风力发电机组在工作时，应该借助风轮将在外界收集到的能量经过作用变为机械能，接着再借助齿轮、主轴和发电机来把又以上所得到的机械能，变为需要的电能，通过以上的相互配合最终达到风力发电的效果。

2 风力发电机组发电机振动故障分析

发电机作为风力发电机组中重要的部分，其常常受着变工况以及电磁的影响条件，使得发电机会经常出现问题。其中比较经常遇到的问题为一下几点:发电机温度过高、线圈短路、轴承温度过高、振动幅度过强等等。该篇文章是根据振动幅度过强的问题展开讨论研究的。风力发电机组振动强弱关系着机组是否能够持续稳定没有危险的继续工作，是否安全是风场工作里极其重视的。造成机组振动大小的原因有着很多方面，其中主要影响因素有:机组的设计生产、安装、工作、修护……

发电机在运转的过程中里面的转子速度非常大，若是转子在旋转过程中中心和质心不一致，那么就会出现转子因为没有达到平稳状态而出现离心力，这样就会造成机组的振动发生，若是离心力过大超过一定极限，那么会引起机组的振动故障。所以，再对机组的转子进行安装时，一定要在安装前观察各个叶片是否能够达到平衡，同时也还要对产品展开低速转动与高速转动的实验，经过一系列的实验分析得出的结果符合标准才能出厂使用。在生产商，转子不能够达到平衡的首要影响因素就是生产是设备做工不够细致组装质量不达标，要想要让转子的平衡达到标准，就必须要加强做工，同时还要提高组装时的质量。当出现叶面断裂，掉落，受损等现象时都会造成转子的平衡度不达标。

转子在旋转时会遇到离心力的干扰，从而便会出现因周期性的干扰而造成的振动现象。同时转子在形变的过程中，就算发电机的内部构件没有产生摩擦时，还是能造成振动，这时所出现的振动现象与转子质量不平衡造成的振动现象相近的，不过此时产生的振动是为轴向振动，尤其表现在临界转速，此刻的轴向振动最为明显。

若是在发电机内静子和转子两者存在空气距离不一致、绕组短路等条件下，也会造成机组的不正常振动。然而在转动机械中，发生微小的转动是没办法阻止的，所以振动时只要是振幅没有大于边界值都可以定义为是正常的振动。以上提到的振动是转子在运行的过程中振动的幅度高于原来的振动幅度，尤其当振动幅度大于边界值，也是以上提到的不正常振动。所有的不正常振动都会对工作设备有着威胁，受多方面的原因影响都会让振动的幅度变大，严重时还会产生强大幅度的振动。好强度的振动会造成内部零件的毁坏以及解触位置的不牢固，进而出现摩擦力变大，最终出现循环，最后导致设备的毁坏。所以，在刚刚安装以及刚刚修整过的机组，一定要展开调试等检查工作，要确保各个位置部件的振动系数没有超过所规定的边界值，确保没有问题以后才能够展开使用。风力发电机组在工作时所出现的异常振动等现象都关系着机组的经济利益，同时也关系着工作中的安全性。所以一定要保证刚刚安装的或者是刚刚经过修理的机组要展开调试检查的工作，确保各轴承处的工作正常，所以在发电机的工作时，一定要对轴承等处的振动来展开检查调试，当振动的幅度过大大于边界指数必须要来制定相关解决办法，来防止出现更大的问题。

3关于最终测试的结果和采取措施分析

3． 1 关于最终测试结果

(1)在没有异常振动的时候引起的警报是在机舱与风向对正的时候，当风速超过每秒钟9米到每秒钟10米时，表现为无异常的工作，要想使风机始终为额定的需要的功率时，应该要采用变桨调节器。

(2)运行过程中一直会出现一个时段，发电机的转速波动高于平均的转速波动，若是控制系统发现这种情况时，变桨控制就要被系统控制，造成把振动的警报开启同时停止风机机组的继续工作。

(3)可以在实验的图形中分析得知，风机自然机械摆动和发电机的转速两者有着性质一致的波动；性质一致波动的现象可以产生于风机自然机械摆动与变桨的角度里；在风机处于工作功率最佳的工作中，波动的幅值呈现出逐渐变大的趋势。

(4)加速度传感器会一直对风机的自然摆动情况展开监查；在风机处于功率最佳的状态下风机自然摆动的幅值便会变强，从图表中可以明白的了解到当风机在功率最佳时的工作中，塔筒的振动开始逐渐变大。

(5)若是风机在工作时已经是功率最佳时期或者是近似与功率最佳时期，转子将要可以能够抵住最大轴向力；风的形式改变也造成风机产生自然摆动的现象；发电机的转速由于风机自然摆动的原因会出现一致的摆动；变桨调节器可以把发电机的转速控制在一定范围内；液压变桨系统出现在测试里，和直流电气嗯变桨系统相，这所需要的时间相对来说会更久。初始变桨系统的摆动加剧，从而导致在一个时段里机组自然摆动的频率越来越高，以至于最后引发振动的警报。

3． 2 采取有效措施

(1)在数字滤波器布置以及调试完成以后，要作用预处理工作将发电机的转速信号展开调整，并要求将调整滤波以后得到的系统来展开进一步的调控，这样变可以让变桨系统检测到一个没有放大的数值。

(2)要优化原控制程序版的系统，利用平滑稳定的波形来取代不稳定的波形。

(3)风机振动监控系统里的硬件系统可以不被改变，要保持原有的工作办法，并且可以把风机振动的传感器导致的问题解决了，来表现研究办法的有效性。

(4)可以在实际的测验数据里了解，当软件优化后，波动保持平衡，这样可以警报值，从而可以解决振动警报的现象。

从现场的实验数据中我们得知，在软件升级以后，波动被维持在平稳状态，远离了报警

值，以致振动报警的情况被消除。

(5)风机配置系统里采用了新的DAS系统，这就可以做到系统的稳定工作，不会出现警报问题。

(6)风机机组的软件得到优化后，内部结构需要重新装调，这样能够保证振动水平控制在平衡，同时会低于触发警报的数值。

3 结束语

因为风能是清洁能源，同时有着取之不尽用之不竭的特点，所以越来越受到各个国家的重视。不过，风力发电系统因为环境等因素的影响容易出现问题。该篇文章针对这一问题展开了研究，对解决这一问题有着一定的作用。

参考文献：

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[2] 黄永东. 风力发电机组振动故障分析技术[J]. 东方汽轮机,2014,(1)

[3] 苏涛. 解析风力发电机组发电机振动故障[J]. 建筑工程技术与设计,2019,(26)

[4] 白志豪. 风力发电机组振动故障分析与应用研究[J]. 环球市场,2016,(35)

[5] 周文香. 风力发电机组变桨系统故障分析[J]. 电气制造,2013,(9)