仪器仪表学报

作者：申艳杰，李鹏飞，武英杰，尹新瑞，王建国

单位：申艳杰,东北电力大学自动化工程学院吉林132012,12103564@ceic.com,李鹏飞,东北电力大学自动化工程学院吉林132012,,武英杰,东北电力大学自动化工程学院吉林132012,,尹新瑞,东北电力大学自动化工程学院吉林132012,,王建国,东北电力大学自动化工程学院吉林132012,

关键词：风电机组;齿轮箱;定子电流;状态监测

基金：吉林省科技发展计划重点研发（20220203077SF）项目资助

为解决双馈式风电机组齿轮箱故障诊断中，现有定子电流方法未覆盖双馈并网状态、变工况下频带混叠难以对比等问题，提出了一种基于双馈式风机定子电流信号的齿轮箱状态监测方法。首先，基于双馈式风机实物仿真平台发电机的定子电流信号构建现象学模型，确定定子电流信号构成成分和规律；随后，利用定子电流信号现象学模型将风机机械部分与电气特征联系起来，确定风机机械侧对于电气侧的影响，提出了电流能量比算法；对于变工况导致频带重叠以及无法对比的问题采用切分重组的方法加以避免；依靠电机齿槽谐波进行转速估计，实现了仅定子电流信号的电流能量比计算，其平均相对误差为0.2772，均方误差为0.1146。为验证方法可行性，通过双馈式风机实物仿真平台，分别采集齿轮箱正常状态及多种故障状态下不同工况的定子电流信号进行实验验证。结果表明：齿轮箱故障状态下的电流能量比显著高于正常状态，且同一部件故障严重程度与电流能量比呈正相关，具体表现为故障越严重，电流能量比越大；对比齿轮箱平行级与二级行星级的电流能量比结果进一步证实，该算法在风机参数改变时仍具备良好普适性，且可有效监测齿轮箱平行级与二级行星级故障。

来源：2025年第9期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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