早在几千年前，人类就已经开始发现并利用风能。例如古代中国的风机则是利用帆席旋转时，迎风翻转所产生的受力不对称而形成驱动力；同样的波斯风磨也是利用墙体使叶轮的一半被遮挡,导致叶轮不能受到对称的力，因此把风阻力转化为驱动力；15世纪的荷兰就出现了一种摇臂式风机，它被特地用作抽水；而美国直到19世纪中期才出现专门用于抽水的风机。第一次世界大战之后，风力机的研究发展出现了新的高潮,结果产生了一系列为风电发展奠定基础的风力机理论。论文网

风力发电机组发展的早期出现的样机有丹麦的Gedser风力机、美国的Smith-Putnnam风力机与丹麦的Tvind风力机。在20世纪60年代初,风机的研发制造遇到阻碍。直到经过两次20世纪70年代的石油危机之后,风能的发展才复兴。在风能恢复发展的前期,许多欧洲国家生产的风机由于具有造价太贵、体型太大等缺点而迅速衰败。相反,丹麦的许多小型农机制造商研发的直径为12-15m,功率为75kW,55kW,30kW等一系列风机反而取得很大突破。

现在国外生产的风机主要是1-3MW的小型号，但是3-6MW的中型风电机组也开始投入市场，而且由于风电技术的快速发展，美国、英国等国家也已经开始进行大型风电机组的研发。

现在我国已经能够大量生产1.5MW的机组，而3MW的风电机组则开始尝试运行，5MW的大功率风力发电机组还在研制中, 随着风电技术的迅速发展，在今后几年，中国有希望成为一个风电大国，能够为我国的风电发展提供先进的技术和高质量的设备。

1.2风力发电机组传动系统

由于风电机组传动系统的作用是连接风轮与发电机，因此传动系统是风力发电机组的重要构成部分。由于风力发电机组的转速通常在12～22rpm，而其发电

机转子的转速却高达1500rpm，因此需要风电机组的传动系统具有变换转速和传递能量的作用。风电机组目前大多采用传动系统的结构，传动系统的组成主要包含齿轮箱、高速轴、风轮主轴等部件。风轮通过传动系统和发电机把产生的径向载荷和推力传递给主机架，然后再利用偏航系统和主机架传递给塔架。

（1）低速轴

风轮轮毂到齿轮箱的驱动转矩是通过风轮的低速轴和齿轮箱的输入轴来传递的。低速轴应安装在轴承的前后，尽量把前轴承与轴的连接法兰盘靠在一起，这样会使悬臂质量形成的重力力矩最小；此外，齿轮箱应悬挂在轴后端并由转矩臂来承担驱动转矩且连接在轴承外面。

（2）高速轴

由于高速轴的作用是把发电机与齿轮箱的输出端连接起来，因此通常把它安置在发电机机舱底盘的延伸部分，并把柔性联轴器安装在与其连接的驱动轴上，这样可以减少发电机与齿轮箱之间的安装偏差。因为风电机组的制动器通常都安装在高速端，所以当发生故障产生瞬间制动时，高速轴会受到严重的冲击，因此故障一般都发生在高速轴。

（3）齿轮箱

由于齿轮箱的振动信号等比较容易采集，因此齿轮箱是检验风电机组是否发生故障的重要部分，它负责把风轮产生的动力传送到发电机。此外，通常情况下风轮的转速较低不能达到要求，因此需要齿轮箱的增速作用来弥补，所以齿轮箱的别名又叫增速箱[1]。

1.3本课题的研究意义和内容

因为风力发电机在我国的快速发展，所以设计一个风力发电机组状态监测系统并能够对采集的数据进行处理分析具有重要的意义：

（1）能够提高风力发电机组运行过程中的可靠性和安全性。

由于风力发电机组状态监测系统能够提前对风电机组运行过程中的各种异常状态做出分析和诊断,因此能够在风力发电机组的运行过程中预防或改善某些故障保证风电机组的安全运行，避免产生重大事故。