【摘 要】直驱风力发电机组运行的过程中，轴承故障会直接影响发电机组的运行效果和质量，所以，为了能够提升直驱风力发电机组轴承的运行稳定性，必须要注意其故障问题，即使对其进行诊断和维修。本文基于决策融合的角度，探讨了直驱风力发电机组轴承故障的诊断方法，并深入探讨了如何进行相关的维护，希望可以的今后的直驱风力发电机管理提供参考。
【关键词】决策融合；直驱风力发电机组；轴承故障；诊断
1 前言
为了能够提升直驱风力发电机组的运行效率和效果，从决策融合的角度思考其运行过程中轴承的故障，有利于帮助我们更好的解决其存在的故障问题，提升发电机组的运行稳定性。
2 决策融合的直驱风力发电机组状态监测与故障诊断系统基本结构
最初的状态监测与故障诊断技术主要是依靠现场获取设备运行时的感观状态，凭借经验或多位专家进行分析研究，确定可能存在的故障或故障隐患。随着测量技术及测量仪器的发展，状态监测逐步发展为依靠仪器测量设备的某些关键部位，根据获取的参数(如频率、振幅、速度、加速度及温度等参数)，并与固有参数进行对比，确定故障点或故障隐患点。受到当时科技水平的限制，早期的“系统”规模小、测点数少、自动化程度低、数据处理速度慢、存储容量小。
近几年，随着电子技术、测试技术、计算机技术、信号分析与数据处理技术等的迅速发展，状态监测与故障诊断技术与计算机技术结合起来，将监测数据传输给计算机和Internet网络，计算机对这些数据做出综合分析，显示出相关的图谱，如倍频谱图、倒频谱图、时域频谱图和幅值图等，并可通过计算机上的专家系统对所测的数据进行综合评价，从而实现在线监测和网络远程监测。现代监测与诊断系统也越来越复杂，系统的功能和性能都有了全面提高;单纯的监测与诊断向着监测、诊断、控制、管理、调度的集成化过渡;监测的对象从单一的机组发展成为多个区域多台机组的监测网络;应用领域已经迅速扩展到石油、化工、电力、冶金、能源、航空、核工业等国民经济的主要行业。
风力发电机在线监测与诊断系统是集合了信号采集、在线监测以及信号分析于一体的多功能在线监测诊断分析系统，对风力发电机的振动、温度、压力和电气参数等进行在线的监测，将监测结果与事先设定的值进行比较，在线监测和诊断系统，能够及时地发现运行异常并报警，可对采集到的数据进行各种分析处理，从而可以准确地确定设备故障。风力机状态监测与故障诊断系统的主要组成包括:信号采集、信号处理、状态辨识、监测与诊断决策、诊断结果。信号采集由安装在设备上或设备附近的传感器完成，信号处理、状态辨识和监测与诊断决策一般由计算机系统或由专用仪器设备完成。
3 基于决策融合的直驱风力发电机组轴承故障要点
3.1轴承外观检验发现：滚道表面存在多条轴向压痕，钢球与外圈滚道、内圈滚道接触轨迹均偏向沟口部位，沟口出现挤压变形，保持架断口位于兜孔中部两侧，其截面呈典型的受较大拉力引起的断裂形貌，与断口部位相邻的兜孔中部两侧亦存在不同程度的拉伸变形。
3.2 热处理质量检验：对外圈滚道局部取样检验，结果显示滚道淬火不均，沟口部位淬火硬化层深度较浅，距挡边约4mm处未淬火。
3.3轴承失效机理分析：经检验故障轴承滚道表面存在多条轴向压痕，痕迹延伸至沟口边缘。轴承在较大的覆力矩作用下，钢球产生向滚道沟口处偏移的趋势。由于沟口处淬火硬化层没有到达挡边，未淬火处距挡边月4mm，致使该区域滚道接触强度不足，无法对钢球起到有效支撑进而引起变形，随变形量不断加大，钢球向沟口部位偏移的程度亦逐加重，直至挤压沟口边缘并使该区域产生严重的变形。沟道严重变形后，阻碍了钢球的正常运转，使得钢球在进、出承载区时转速不均。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经模拟分析兜孔中部两侧为保持架强度相对较弱部位，该部位受到钢球间因转速不同产生的拉伸力反复作用，逐渐变形并萌发裂纹，裂纹进一步扩展为开裂。
4 基于决策融合的直驱风力发电机组轴承的维护
风力发电机组是一个综合的产品，它集机械、电气、空气动力学等学科于一体，而且各部分之间的联系都是十分密切的。风力发电机组维护将会直接影响到发电场的发电量和经济效益，同时风力发电机本身性能也是需要通过维护来保持的。发电机组的维护工作可以及时的发现潜在的隐患，减少机械故障发生的次数，提高发电机组发电的效率创造更大的利润。
风力发电机组的维护包括：分为定期检修和日常排除故障维护。
4.1 风力发电机组的定期检修维护
定期的维护可以确保让设备处于最佳期的状态，并且可以延长风力发电机组的使用寿命。在生产过程中对风力发电机组连接件上的螺栓进行力矩检查、各传动部位之间的润滑情况监测以及其它各基本功能的测试就是定期检测维护的主要内容。
风力发电机组在正常的运行过程中，各个连接部件的螺栓在长时间的振动作用下，非常容易松动，必须定期对其进行螺栓力矩的检查，保证其不在松动后导致部分螺栓受力不均而被剪切破坏。在环境温度低于-5℃时，应降低固定力矩，使其降低到额定力矩的80%左右，并且在温度高于-5℃以后进行复查。一般情况下，对螺栓的紧固检查都安排在风力小的季节，从而避开风力发电机组的高出力季节。
风力发电机组的润滑系统包括稀油润滑和干油润滑两种方式。风力发电机组的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用的主要是稀油润滑方式，维护方式主要是进行补加和采样化验，化验结果证明已不能使用的就需要进行更换，以免发生故障。发电机轴承，偏航轴承，偏航齿等部件采用的是干油润滑。
在日常的生产过程中需要进行定期维护的功能测试有：过速测试振动开关测试，液压系统各元件定值测试，紧急停机测试扭缆开关测试等，同时还需要对控制器的限定值进行测试。当然也不能忽略检查液压油位，闸片的磨损情况，各传感器有无损耗等。
4.2 日常排除故障维护
风力发电机组在运行的过程中，也会有一些故障必须到现场来处理，从而可以进行常规维护。常规维护的工作首先就是要观察机组内的安全平台与梯子的连接有没有发生松动，电缆线的位置有没有发生变化而影响生产，偏航齿的润滑是否仍然可以继续使用，液压油机齿轮箱油位是不是在正常的水平，各个油管接头处是否有漏油的现象等。其次就是需要听控制柜里是否有放电的声音，如果有可能就是接线端松动或是接触不良，需要马上解决，同时还要听发电机轴承是否有异响，叶片的切风声音是不是正常等，这些都可能会影响正常的生产，因此在进行常规维护的过程中一定要仔细认真，及时处理那些小的问题。
结束语：
综上所述，针对直驱风力发电机组轴承故障，相关负责人员要明确管理的方法，对故障要及时进行诊断，并且要制定科学合理的方法进行维护，从而提升直驱风力发电机组轴承的运行稳定性。
参考文献：
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论文作者:许春福
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/11
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