【摘 要】
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作为目前所研究的所有清洁能源中技术最先进、经济价值最高的发电方法,近几年来风力发电在全世界范围内得到了迅猛的扩张和发展。双馈式发电机凭借着它控制效果好、效率高等
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作为目前所研究的所有清洁能源中技术最先进、经济价值最高的发电方法,近几年来风力发电在全世界范围内得到了迅猛的扩张和发展。双馈式发电机凭借着它控制效果好、效率高等独特优势,占据了风力发电机的大部分市场。双馈式发电机是机组的核心部分,其健康状态直接能够影响整个机组运行的经济型和安全性。本文首先阐述了定子绕组匝间短路故障、转子绕组匝间短路故障、转子气隙偏心三种故障的故障原因及危害,并详细地分析了故障的机理,根据电机学基本原理,推导得出了电磁转矩、定子电流、转速中的故障特征。由于双馈式发电机具有转速变化范围大等特点,因此传统的依靠定子电流分析的诊断方法存在着故障特征频率多变、易被基频成分淹没等缺点。根据这个情况,本文研究了包络分析法、单相、三相瞬时功率分析法、基于对称分量的负序电流计算法、基于频域积分的轴心轨迹绘制法等分析方法,能够有效改善上述难题。本文还以Maxwell电磁有限元分析软件为平台,对所研究的三种故障进行了建模仿真,结果验证了故障理论分析的正确性和研究的分析方法的工程可行性,同时发现,瞬时转速信号中也同样包含了故障信息且适合用于故障诊断。最后,结合实际科研项目,用Labview软件开发了一个较为完整的双馈式发电机状态监测及故障诊断平台,通过采集电信号、振动信号而实现即时参数监测、历史数据分析等功能,软件具有界面美观、操作简便、功能齐全等特点。
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