【摘 要】
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在经济快速发展的今天,人们对可持续能源的关注到达了一个新的高度。风能因其可持续、无污染的优点得到全球国家的大量投入。风电机组的故障诊断与维修问题一直以来是一个难题,行星齿轮箱作为风电机组的核心部件,其故障发生率占整个风电机组故障发生率的60%。齿轮箱包含有齿轮、轴承、轴和箱体等部件,其中齿轮的点蚀和磨损占齿轮失效的41%。由于风电机组行星齿轮箱多安装在百米高空和海上,因此对风电机组行星齿轮箱磨损故
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在经济快速发展的今天,人们对可持续能源的关注到达了一个新的高度。风能因其可持续、无污染的优点得到全球国家的大量投入。风电机组的故障诊断与维修问题一直以来是一个难题,行星齿轮箱作为风电机组的核心部件,其故障发生率占整个风电机组故障发生率的60%。齿轮箱包含有齿轮、轴承、轴和箱体等部件,其中齿轮的点蚀和磨损占齿轮失效的41%。由于风电机组行星齿轮箱多安装在百米高空和海上,因此对风电机组行星齿轮箱磨损故障诊断可以预防重大事故,减少人员伤亡和经济损失。针对风电机组行星齿轮箱的磨损故障诊断,本文做了以下研究:（1）分析了齿轮磨损故障机理,基于行星轮通过效应,揭示了齿轮箱的耦合规律。（2）提出SSA-VMD的信号预处理方法,解决了模态分量个数和惩罚因子依赖人为选取的问题,使用SSA-VMD对仿真信号进行处理得到了良好的效果,利用列举法证明了SSA-VMD的寻优能力。（3）分别在实数域和复数域,通过理论推导将面向二次相位耦合的1.5维谱推广到面向二次频率耦合,证明了1.5维谱的解耦能力,提出了在复数域下1.5维谱活跃频率的概念。在更高阶次,通过理论推导将在复数域面向三次相位耦合的2.5维谱推广到面向三次频率耦合,证明了2.5维谱的解耦能力。（4）搭建了齿轮箱磨损故障全生命周期试验台,采集了齿面磨损故障数据。利用复数域下1.5维谱活跃频率理论快速实现行星齿轮箱磨损故障诊断。（5）针对磨损初期故障频率不明显较难实现故障诊断的问题,选取实验初期和实验后期的数据运用SSA-VMD结合高阶累计量一维对角切片谱的故障诊断方法分析,解耦出了故障特征频率,总结了频率耦合规律,为行星齿轮箱齿面磨损故障前期诊断以及齿面磨损状态判定提供了理论基础。
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