风力发电机组轴承常见故障与振动检测

【摘 要】风能的分布十分的广泛，且风能是一种新型的无污染的可再生能源，该能源的储备量比较大，极其的丰富，目前我国的能源结构过于单一化，且各类能源的分布存在一定的问题，总体均匀性低下，对此，需要不断的强化其对于风能的使用。对风电故障及时的进行排查，正确的诊断风电发展所面对的问题。风力发电机组的轴承部位是该机组的重要组成部分，所以，必须要对其轴承的故障进行精确化的诊断，分析振动检测的意义，以此来更好的提升风力发电机组的做功品质，让其可以始终维持一个稳定的运行状态。

【关键词】风力发电机组;齿轮箱;故障分析;振动检测

引言

现阶段，我国已经迈入了风电快速增长的时期，随着其运行时间的增长，风力发电机组更是进入到了疲劳寿命的中前期。依据调查报告的内容显示，齿轮箱故障占风机故障总数大约百分之四十，齿轮箱是双馈型风电机组的重要元件，所以齿轮箱的损害所造成的维修工作费用比较高，对于齿轮箱的运输以及吊装等的损失都会比较严重，对此，必须要对齿轮箱的常见故障进行分析以及检测，做好相应的防治工作，有针对性的总结齿轮箱的常见故障问题，分析发电机组的实际工作状况。

1风电发电机组齿轮箱

风电发电机组增速齿轮箱是整机中较为核心的机械部件，该部件主要是借助风力，将其所产生出的动力传输给发电机，让发电机的转速得到提升。一般来说，风轮的转速都比较慢，其无法达到发电机发电所要求的转速数值，需要借助齿轮箱齿轮副的效用，来进行做功，齿轮箱齿轮副具有增速的效用，所以，齿轮箱也被称之为增速箱。风力发电机组的齿轮箱是主要传动的重要部件，其处于风轮和发电机之间的位置，其没有规律性，会经受瞬间强冲击载荷的作用力。风力发电机组齿轮箱长时间的处于一种较为恶劣的环境中，会使得风力发电机组齿轮箱表面受到磨损，且风力发电机组齿轮箱也会受到一定的腐蚀，让其产生气蚀等问题，进而造成风力发电机组齿轮箱失效的问题，在变速变载等的影响，其就会出现轮齿折断的状况。

2风力发电机组轴承常见故障特性及原因

2.1风力发电机组轴承结构

风力发电机组轴承结构主要分成四个部分，其分别是外圈、保持架、滚动体和内圈。风力发电机组轴承内有装有油脂类的填充物，这些填充物会起到降低轴承滚动阻力的效用，同时还会将轴承和其它的部件分隔开，避免其再次进行接触，从根源上，降低摩擦的阻力数值。油脂带有散热的效用，其还能避免出现腐蚀的问题。一般为了减小外界物质对于油脂的干扰以及影響，会在架的两端位置出安装防尘装置。

2.2风力发电机组轴承常见故障诊断

2.2.1疲劳故障

疲劳故障主要是滚动体以及滚道表面分别出现脱落以及脱皮等的现象，产生该疲劳故障的原因主要是因为一些支撑装置制造工艺技术水平比较差，无法切实的保障其元件的精确度。轴向长时间的处于一个高负荷的工作状态，这会在不同程度上影响到其性能。

2.2.2磨损故障

就风力发电机组轴承的外观来推断磨损的故障以及磨损故障产生的原因。通常来说，磨损故障出现会产生色泽方面的变化，会出现磨痕现象。产生磨损故障的原因是在微小间隙间所产生的滑动磨损问题，让其长期处于一个恶劣的环境中。

2.2.3缺口或凹痕故障

缺口或凹痕故障是因为安装操作不够准确，受到安装的压力所引起的故障问题，其主要表现是微小的缺口以及凹痕会分布在两圈滚道的周围以及元件之中。

2.2.4腐蚀故障

腐蚀故障的主要表现是滚道以及轴承表面等位置分别出现锈蚀斑，这主要是因为轴承之中存在水分以及湿气等各类的腐蚀物。在安装的过程中，若没有紧固轴承，那么其就会产生生锈的问题，滚道以及滚子会产生深褐色以及灰黑色等的凹槽，电流也会通过旋转轴承。

3风力发电机组轴承振动检测

风力发电机组轴承振动检测主要氛围两部分，其分别是现场数据信息的采集以及对振动信号进行预处理。其所采集的数据信息要借助传感器的格式进行存储，利用计算机处理并分析计算机信息，判断出其故障。采集数据信息所受到的外界干扰因素会比较繁杂，需要选择相对应的传感器。

3.1IEPE振动传感器

IEPE振动传感器可以放大电量，加速度传感器所产生出的电量会比较少，如果其它因素对其进行影响，那么就很难对其电量进行捕捉，对此，需要放大电量，得出较高质量的信号源。IEPE振动传感器自身带有极强的抗干扰性能，另外其还有恒流源，用其可以当做恒定的电流，通常来说，市场上会生产出4毫安的额定电流，电阻的大小和传感器加速度之间存在正比的关系，对此，需要自行的设置放大器的输入范围。

3.2 ICP加速度传感器

把压电传感器和电荷放大器结合在一起，构成ICP加速度传感器，所以ICP加速度传感器的精确度以及可靠程度都比较高，使用隔离剪切技术隔离各个部位，其输出为两线制，抗干扰能力比较高，设计内容比较简单，使用起来比较方便，且带有很强的可靠程度。

4风力发电机组齿轮箱故障处理方式

4.1构建维护检修标准

想要让齿轮箱可以始终维持一个稳定的运行状态，就需要对齿轮箱工程开展随机化的监控以及检查等的工作。在齿轮箱运转72小时之内开展首检工作，在试运行的1000小时之后开展复检工作，在运行半年之后进行三次抽检，之后需要定期的开展例行检查工作。对齿轮箱工作的温度以及噪声分贝等的实际工作状况进行分析，更换润滑油。另外，还应当对齿轮箱的整体外观以及附件等进行检查和处理，借助机械以及仪表等形式进行维护工作，设置好齿轮箱的检查力度，并适当的开展润滑油取样化验，依据实验所得出的参数数值来确定出油品分析台账，就齿轮箱内部啮合部件运行工况为基准，开展震动分析等的工作，确保其维护修建标准的科学性。

4.2合理使用故障诊断技术

故障诊断技术主要应用于机械设备，对机械设备的实际运行状态进行检测，观察其在发生异常状况之后的运转车情况，其大致可以分成分析以及诊断这两方面的内容。风力机应当具有较为独立化的，除了控制系统之外的保护系统，其保护系统在风力机超速以及过载等状况下会产生效用。对风电机组振动状态进行检测，有效的进行评估，防止缺陷问题扩大化，及时的清洁，安装离线式滤油装置，延长相关机械设备的使用寿命。

结语

风力发电机组轴承状态的检测以及故障诊断是确保发电机组正常运行的重要措施，轴承故障诊断和振动检测的实际状况十分的复杂，且其还带有一定的多变性特征，同种产品在不同环境下所产生出的结果也有很大的差异性。目前，我国国内缺少较为系统化的标准，且相关的理论知识也不够完整，需要开展更多的实验以及分析总结工作，不断的汲取国外的各类先进理论知识，以此来更好的完善我国风电发电机组轴承的工作，为其振动检测理论提供科学依据，实时的开展技术监督管理工作，正确的指导检修，找出设备存在的缺陷等问题，健全技术台账管理。

参考文献：

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（作者单位：安徽吉电新能源有限公司）