风力发电机组齿轮箱故障诊断系统的探讨

　　其频率特征
　　齿轮箱的故障形式是多种多样的, 但齿轮箱主要是由齿轮、轴承、轴和箱体等几部分组成的, 因此对齿轮箱工作状态的监测识别可以分为对这些零部件的工作状态的监测识别。由于各个组件结构参数等的不同, 各个零部件所引起的振动信号的频率、幅值是不同的。所以当某一部件出现故障时就会出现特定与其相对应的振动信号, 通过对振动信号的分析就能得出齿轮箱的故障范围和性质。下面就各个部件出现故障时的振动信号特征进行介绍。
　　4.1 齿形误差
　　当发生齿形误差时，齿轮箱箱体振动信号的主要表征是以齿轮齿合频率为载波频率，齿轮所在轴转频为调制频率的齿合频率调制。一般齿形误差产生的调制边带窄，以一阶转频率调制为主，且边频带的幅值较小。当齿形误差严重时，由于激振能量较大，激励起齿轮固有频率，出现以齿轮各阶固有频率为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的齿轮共振频率调制。
　　如图4 所示，某齿轮箱由于齿形误差大激起以768.13Hz 为中心频率，以齿轮轴转频14.00Hz 为调制频率的调制现象，如图5 所示，经小波分析处理后的齿形误差频带能量归一化的分布图。
4.2 断齿
　　当发生断齿时，齿轮箱箱体振动信号的主要表征是以齿轮齿合频率为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的齿合频率调制，调制边带宽而高；以齿轮各阶固有频率为载波频率，齿轮坐在轴的转频及其倍频为调制频率的齿轮共振频率调制，调制边带宽而高。如图6所示, 某齿轮断齿后，在解调谱中发现， 出现以中间轴转频11.07Hz 为调制频率的调制现象。如图7 所示，经小波分析处理后的断齿的频带能量归一化的分布图。

　　5. 试验验证
　　利用上述系统，对汕尾红海湾风电场的单台风电机组进行了测试。