毕业论文课题相关文献综述

文献综述

1.课题的背景及意义

环境污染，能源短缺，油价上涨，当今社会对清洁可再生能源的强烈诉求促使风能产业遇到了前所未有的发展机遇。据估计，世界风能资源高达每年53万亿kWh，是2020年世界预期电力需求的两倍。同时与之相关的风电制造业也呈现出了蓬勃的发展前景。

风力发电系统主要由风轮、齿轮箱(可选)、发电机、功率变换器(可选)、变压器等部分构成。其中，发电机承担将风能转换为电能的任务，是风力发电系统中的核心部件。随着风力发电整体技术的发展，风力发电机由早期的直流发电机、笼型异步发电机等演变为当前的双馈异步发电机和低速直驱永磁同步发电机等。同时，风力发电机自身技术水平的提高，又有力地促进了风力发电整体技术的进步。例如，双馈异步发电机及其控制技术的成熟，使变速恒频风力发电得以实现，成为当前风力发电系统的主流。因此，风力发电机与风力发电系统互为因果，相互促进。近年来风力发电系统的容量不断增大，特别是低速直驱永磁风力发电系统的快速发展，有力地促进了风力发电机的设计、制造、控制以及运行维护水平的提高，各种新型风力发电机不断出现。本文将对主要类型风力发电机的技术特点、适用范围、发展前景等进行综述、比较，并对风力发电机的最新研究进展做简要介绍，以期起到抛砖引玉之效。[6]

风力发电机组一般安装在荒郊、野外、山口、海边等风能较大且周围无遮挡物之处,发电机、齿轮箱等安装在机组塔架之上狭小的机舱内,距地面几十米高。常年受酷暑严寒和极端温差的影响,工作环境恶劣。传动轴、发电机是风力发电机组的核心,其安全可靠运行将直接关系到整个机组的稳定和电能的质量。风力发电机长期处在极端温度、风沙、盐蚀等恶劣气候环境下,并承受了巨大的机械应力,极易发生各类机械、电气故障。根据文献可知，电机发生故障25%，机械刹车系统占9%。

因此,研究和开发风力发电机的监测和故障诊断系统有着十分重要的意义。本系统是可以采用专用测试硬件进行设计和集成，以labview来进行软件设计，为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构。

2、该领域的研究进展情况

2.1风力发电机组的故障特点[7]

风电机组主要分为三类:①双馈式变桨变速机型，是目前大部分企业采用的主流机型;②直驱永磁式变桨变速机型是近儿年发展起来的，是未来风电的发展方向之一;③失速定桨定速机型是非主流机型，运行维护方便。考虑到目前风场中主要以双馈式变桨变速机型为主，主要针对该机型的故障及状态监测方法加以讨论。

风力发电机组一般都设在50-80m或以上的高空，其工作环境恶劣复杂，机组的受力情况也很复杂。风力发电机组在工作过程中，桨叶的转速是随风速的变化而变化。当阵风袭来，叶片受到短暂而频繁的冲击载荷，而这个冲击载荷也会传递到传动链上的各个部件，使得各个部件也受到复杂交变的冲击，对其工作寿命造成极大的影响，使风力机在运行过程中出现各种故障，尤其是风轮以及与其刚性连接的主轴、齿轮箱、发电机等在交变载荷的作用下很容易出现故障，造成机组停机。表1是西班牙纳瓦拉水电能源集团公司((EHN)对2001-2006年风力发电机主要部件的故障比例统计。据统计其中行星齿轮段占54%，中间轴占4%高速轴占38%其他原因占4%。