1。2 国内外发展现状

1。2。1 国外状态监测研究系统的研究现状

1。2。2 国内状态监测系统研究现状

1。3 课题研究内容

本课题是基于DSP TMS320C5402芯片和TMS320LF2407A芯片，设计了一个风电组状态监测与故障诊断系统。其研究的内容主要如下：

（1）了解风电机组的主要组成部分和典型故障，并对轴承故障进行深入的分析，同时确定状态监测点和状态参数；

（2）根据故障特征主要针对振动信号进行分析比较，最终选择BP神经网络算法来提取故障特征；

（3）先进行系统结构图的设计，然后围绕系统框图进行硬件部分的设备选型与电路设计。其中模拟量信号采集部分的设计尤为重要，其好坏是决定能否实时监测状态参数的一大关键，其次采用了数模转换器ADS7953对模拟量进行数字化，以供DSP芯片采集信息；

（4）硬件电路设计完后进行软件部分设计，软件部分的设计主要包括两部分，一是DSP数据采集与实时信号处理软件，二是DSP故障诊断软件。

2 风电机组故障分析

2。1 风电机组的结构组成及工作原理

风力发电机组主要是将获得的风能最终以电能的形式输出，目前国内有多种机型的发电机，每种机型都有各自的特点，但大体的构造与原理是没有多大出入的。实际中，国际大多数工作采用的风电机组是以水平轴的风力机为主要布置方向。下面主要介绍发电机组的组成部分的功能。论文网

(1)叶片

风电机组的叶片比较满足气动特性的条件，而且又符合结构和所用的材料的特点。在叶尖部位，是用来是发电的重要地方，采用厚度稍微小点的翼型；在叶片根部，符合起的作用大,结构强度占据主导地位，所以在叶根部要采用厚度大的翼型。

(2)齿轮箱

齿轮箱是风电机组的重要组成部分，它能够完美的衔接高低速轴，目的是来调节转速的大小，满足系统的需求。并且它能够在没有故障的情况下驱使发电机发电。当空气动力闸发生故障时齿轮箱装有的机械闸就会采取紧急制动措施。

(3)发电机

发电机是一种能够将其他形式的能源在不稳定的情况下转化为电能的机械装备。一般来说使用的电机大对数分为异步型和同步型这俩种类型。目前大多数都用异步发电机，既可以在同步转速下运行又可以获得风能最大利用率。异步与同步相比较定子相同，转子结构不同，且结构简单，容易并网。

(4)偏航系统

偏航系统的主要任务就是让风电机组完成迎风这个动作，从而让风轮获得最大化的风能。并且能够让风电机组在工作时保持平稳安全的运行状态，有利于持续送电，这对减少发电费用也有着深远的影响。偏航由齿箱、制动系统等组成。

(5)冷却系统

风电机组冷却系统关键作用就是保证机组设备在正常范围内运行，为了使温度不会过热，保护好元件，首先就是将齿轮箱和发电机进行冷却。通过水泵与外部的散热器进行循环交替，冷却系统完成了带走发电机产生的热量的任务。

2。2 风电机组的典型故障

 风电机组大多安装在一些比较偏僻凄凉的出风口处，长期工作在雨雪风加和酷暑严寒极端温差的恶劣环境中，并常年受无规律的强风冲击，风电机组的主要元件就会发生腐蚀、污损、失效故障。常见的就有以下几种典型故障。

(1)齿轮箱故障

一般齿轮箱在使用过程中会承受各种负荷，因此产生各种类型的故障。因为制造、维护等这些方面的前提要求不一样，故障所发生的时刻和水平也产生非常显著的差别。一般齿轮在使用过程中，由于操作不符合要求或者前期的维护不正确，就会发生多种形式的失效。