2风力发电机组的故障
风电机组主要分为三类①双馈式变桨变速机型，是目前大部分企业采用的主流机型；②直驱永磁式变桨变速机型是近几年发展起来的，是未来风电的发展方向之一；③失速定桨定速机型是非主流机型，运行维护方便。
发电机是风电机组的核心部件，负责将旋转的机械能转化为电能，并为电气系统供电。随着风力机容量的增大，发电机的规模也在逐渐增加，使得对发电机的密封保护受到制约。发电机长期运行于变工况和电磁环境中，容易发生故障。常见的故障模式有发电机振动过大、发电机过热、轴承过热、转子／定子线圈短路、转子断条以及绝缘损坏等。据统计，在发电机的所有故障中，轴承的故障率为40％，定子的故障率为38％，转子的故障率为10％，其他故障占12％。
根据发电机的故障特点，采用的诊断方法主要是基于转子／定子电流信号、电压信号以及输出功率信号等状态检测手段。POPA等借助定子电流和转子电流信号的时域分析得到其幅值信息，再通过FFT得到电流信号的谐波分量，最后通过判断谐波分量的变化实现对发电机3种模拟故障的识别。WATSON等借助连续小波变换，对输出功率信号进行分析，识别出了发电机转子偏心故障和轴承故障。DJUROVIC等研究了稳态状况下，短时傅里叶变换方法在发电机定子开环故障中的应用。通过对比发现，虽然基于定子电流和瞬时功率的诊断方法均可识别出故障，但瞬时功率信号中包含了更多的故障信息。发电机的转子偏心现象是轴承过度磨损或其他故障隐患的表现。基于输出电流、电压、功率等信号的检测方法是识别转子偏心故障的有效手段。此外，MOHANTY等针对多级齿轮箱研究通过解调异步发电机的电流信号来诊断齿轮箱故障。
另外，BENNOLrNA等在变转速下建立了基于多项式的双馈式异步发电机线性与非线性数学模型，利用故障特征分析法检测出了转子偏心故障，但是此方法也仅能判断发电机出现故障类型，而不能准确找出故障源。YANG针对同步发电机为消除变转速的影响，提出了基于转矩和主轴转速的判断准则。模拟定子绕组线圈的短路，对发电机定子绕组电流／功率信号，先用离散小波去除噪声，再使用连续小波提取特征频率，有效地识别出了故障。
3风力发电机组叶片故障
风力发电机组安装在野外比较恶劣的环境，经常处于无人值守的状态，对其运行状态的监测尤其重要。由于环境因素，机体各部件故障率较高，叶片作为风力发电机组的主要部件之一，对其故障监测十分必要，一旦出现故障，要是不及时处理，叶片就会很快的断裂。轻则造成停机，重则烧坏机组，影响正常供电，造成不可挽回的损失
风机叶片故障类型可分为裂纹、凹痕和破损等，叶片的振动形式主要包括摆振、挥舞振动、扭转振动和复合振动，叶片的故障信息通常依靠现场监测的震动信号进行反应。在风力发电机组故障中，突变信号和非平稳信号往往会伴随故障存在。理论上讲，当叶片出现裂纹时，振动信号中会伴随有较强的高频冲击波，并且这些离散的故障信号是可能存在任意频段内的。
故障诊断常用方法有时域分析方法和频域分析方法，时域分析方法主要研究不同时刻信号之间的关系，对于某些有明显特征的故障信号，可做出定性分析。频域分析方法通过研究波形的谐波分量来识别多种频率成分。这两种方法都具有单一性，而小波分解方法具有局部化分析的功能，在时域和频域都能快速定位。小波分解在低频部分，可以采用宽的时间窗，频率分辨力则大大增强; 在高频部分则采用宽的时间窗，频率分辨力则会减弱。小波分解方法的这种特性非常适合非平稳信号的故障诊断。
4轴承故障检测
风电机组主要零部件的可靠性研究表明，在风电机组的故障中电气和控制系统故障率最高，传动系统如齿轮箱、主轴承等故障率相对较低。但进一步的研究表明电气和控制系统的故障容易排除，停机时间短，并且也不需要吊车等辅助工具。从机组故障引发的停机时间、维护费用和是否容易造成的继发故障等角度分析，与电气和控制系统相比，机械传动系统的状态监测与预警维护更为重要。
轴承是旋转机械的关键部件，也是风电机组机械传动系统的核心部件，机械传动系统的非轴承如齿轮箱、桨叶等故障，亦多是由轴承故障引起或可在轴承的运行状态中得到反映。因此对轴承的运行状态进行实时监测，对整个机械传动系统的故障诊断和运行维护具有重要的意义。
风力发电机用轴承大致可以分为四类：变桨轴承、偏航轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)和发电机轴承。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位(除部分小功率兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，无变桨轴承外，每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承)，主轴连接轮毂和齿轮箱，都是低速重载轴承，其中偏航和变桨轴承还是不完全旋转轴承。齿轮箱为增速箱，将叶轮的低速变为输入到发电机的高转速，二者的轴承与通常的发电机组除了在使用寿命和可靠性方面要求较高，并无其他不同。
目前的实际应用的风电轴承运行状态监测与故障识别的方法主要有基于数据采集与监视控制系统(SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition)的方法，基于振动分析、润滑油检测的方法，基于声音、红外图像的方法以及多种方法相结合等方法。
4．1 基于SCADA的方法
对于运行状态监测，风电机组与通常的发电机组相比有自己的特点：通常的火力或水利发电机机组的单机功率比风电机组大的多，机组数目少，因此状态监测点少，而一个风电场通常几十台甚至上百台风电机组，因此需要的传感器数目和采集与通讯的数据量比通常的发电机组要大的多，增加了风电机组的成本和复杂性，也限制了监测系统的应用普及。如果能利用机组已有的SCADA数据，不装配额外的传感器获取机组轴承的运行状态，是最经济的方法。
研究表明发电机的机械故障可以由感应电机的终端发电机的输出反应出来，通过对感应电机的电压、电流和功率的稳定功率谱分析，对发电机的轴承、转子的断条、气隙偏向等故障进行故障监测。对于传动轴承故障诊断，类似的研究还比较少，用对电机电流解调的方法监测多级齿轮箱的故障，用定子电机电流识别齿轮箱滚动轴承的故障，由于电流的非平稳特点，引入了小波包变换的方法。在缺少振动传感器的情况下，由SCADA参数反应的传动系统轴承的运行状态不够具体。由多所大学、咨询机构和风电机组制造商合作的欧盟项目ReliaWind’在主轴承、齿轮箱和发电机轴承处安装振动传感器，通过将每十分钟的振动平均数据和SCADA数据参数相结合判断风电机组的运行状态。
4．2 基于振动的方法
基于振动的方法在旋转机械和其他发电机组的故障诊断中已广泛应用，且取得了很好的效果。风电机组的发电机和齿轮箱高速轴承可以应用现有的基于振动的故障诊断技术，只是由于风电机组的负载是非平稳的变量，常用的时域和频域FFT分析方法的性能会受影响，在信号处理的方法上需要改进。而对于主轴承和齿轮箱低速轴承，由于轴承的转速低(每分钟10—30转)，计算出的故障频率低，而高通滤波器会将3Hz以下的频率过滤掉，再加上受到环境噪声的影响，使得频谱分析效果很差甚至无法进行；而在冲击故障的瞬态性问题中，由于每次故障冲击的间隔较长，使用冲击法很难准确地检测到故障信号；同时由故障点产生的冲击响应的频率较低，不能激励起较高的频率成份。以上原因限制了振动监测主轴承运行状态的效果，但可从其运行情况反映叶片的运行状态，比如识别其是否平衡，从而判断其是否遭受冰冻等事故。
4．3 基于润滑油液的方法
资料显示轴承的故障多于润滑不良有关，主要原因有 1)由于大气温度过低，润滑剂凝固，造成润滑剂无法到达需润滑部位而造成磨损；2)润滑剂散热不好，经常过热，造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面；3)滤芯堵塞、油位传感器污染，润滑剂“中毒”而失效引起的故障有粘附磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、微动磨损和气蚀。这些磨损出现之后，轻则金属微粒会污染润滑剂，影响功率传递，产生噪音，造成齿面严重磨损或断裂，轴承内外圈或滚珠损坏，严重的使机组无法转动而彻底停机。目前的油液监测系统主要是振动齿轮箱的润滑油液，对于润滑的部件尚没有在线监测的方法。振动监测室风电轴承监测的趋势，但由于风电负载和风力的不稳定影响了传统的时域和频域FFT分析方法的效果，亟需引入新的非平稳信号的处理方法。
5 风力系统的变频器的故障的分析
变频器的故障种类很多，主要有以下几类：和预先估计的结果差得很远、变频器不正确的动作行为、过电流、过电压以及电压不够等等。风力系统的变频器过电压情形指的是中间的直流回路超过电压，这会使中间直流回路滤波电容器的寿命大大减短。之所以会产生这种故障，是由于电源侧的冲击过电压。风力系统过电流故障是因为变频器负载有突然地变化，并且负载的不均匀分布，输出的还有短路这些种种缘由引起，加上逆变器过载的性能、功能极其差，因此逆变器过载故障诊断可谓是相当重要。另外，整流回路故障会因为输进的电源缺少而致使电压不够的故障发生。还有，低压穿过电网的时候变频器可能会产生故障，这也是一大研究的领域。
如何诊断起动机的故障？
引言发电机作为电厂运行过程中的重要设备之一，对电厂的运行质量有很大影响，电厂在运行过程中，其发电机组在长时间的运行过程中出现一些故障，从而导致发电故障，对人们的生产生活产生影响，同时还会对企业的经济效益产生较大影响。对此，电厂运行过程中必须要积极加强对发电机故障的检测和排除，针对不同的发电机故障，要采取不同的措施进行解决，以提高电厂的运行水平。当前电厂发电机故障诊断技术得到了快速发展，故障诊断水平也有了一定程度的提升，但是随着电厂的各种设备复杂程度越来越高，发电机故障诊断技术要求也越来越高，在电厂运行过程中要对发电机故障进行准确地诊断和分析，并且要加强自动诊断控制技术的应用，确保发电机出现故障的时候能够及时进行维修，确保电厂运行的稳定性。一、发电机损坏线圈故障原因分析1线圈损坏故障在发电机工作过程中，由于工作时间较长，很容易发生定子线圈绝缘击穿和绝缘水平下降的故障。一点线圈的绝缘部位出现损坏或者击穿，则会导致比较严重的损失，甚至可能会导致发电机停止工作。这种故障的维修需要较长时间，而且维修的费用较高。另外，由于定子线圈的烧损严重，可能会烧毁发电机的电流互感器、电抗器、桥式整流器等，从而使得发电机的转子线圈匝间出现短路及变形故障，导致发电机振动故障。
环控系统故障及检修方法
汽车起动机最常见的故障一般有以下几种：
1，打火时没反应：这种情况一般是由钥匙门起动触点接触不良、钥匙门下方插头接触不好、保险丝熔断、起动继电器损坏、起动机电磁开关损坏，起动机电磁开关接线柱线头脱落、起动机电机损坏、电瓶极柱接触不良和电瓶亏电等原因。
诊断方法，首先打开发动机盖，用一根电线把起动机火线和电磁开关上的细接线柱短接一下，若起动机能工作，说明从钥匙门到起动机之间电路出现了故障。
短接时如果没有任何反应，用螺丝刀把电磁开关的两个粗接线柱短接，如果电机转动说明起动机电磁开快损坏，如果没反应或者只有很小的火花出现，一个是起动机内部碳刷被卡住或碳刷磨损严重，另一个是电瓶亏电。开大灯观察大灯亮度，如果大灯亮度正常，说明电瓶有电，可找一个小锤或者转头敲击马达几下即可临是解决。

2，打火时发出“塔”的一声：在打火的时候，能听到轻微“塔”的一声而起动机不工作，这种情况一般是起动机继电器触点烧蚀或起动机电磁开关接触盘烧蚀、起动机电机损坏和电瓶电量不足所引起。
诊断的方法是用一根电线，短接电瓶火线和电磁开关细接线柱，若起动机能工作，说明起动机继电器触点烧蚀不过电，若还出现“塔”的一声响，再用螺丝刀短接电磁开关上的两根粗接线柱，如果电机工作，说明电磁开关接触盘烧蚀严重，用螺丝刀短接电磁开关两个粗接线柱即可解决临时着火问题。
3，打火时有连续的哒哒哒声：打火的时候如果出现连续的哒哒哒声，主要原因就是电瓶严重亏电和电瓶损坏。解决办法是借用同伏数的电瓶把车打着，观看仪表盘上充电指示灯是否熄灭，若没熄灭说明发电机不发电而造成电瓶亏电，如果指示灯熄灭，说明电瓶损坏需更换新的电瓶。

4，打火时有打齿声：打火时有铁磨铁的打齿声而且只有起动机转发动机不转，这种原因主要是起动机单项齿轮和发动机飞轮齿圈磨损严重所造成，临时解决方法是踩下离合器随便挂一个档位再挂回空档，这样重复几次即可，另一种解决办法是把钥匙门关闭，挂上高档把车向前或向后推动，感觉发动机跟着转动时，再次打火即可。
5，起动机空转：打火时只听到起动机转而发动机不转，这是由于起动机单项齿轮打滑所造成的，这种情况一般在凉车打火时最为严重，出现起动机齿轮打滑时，即时到专业的修理厂更换新的齿轮，以免半路抛锚事故的发生。
6，打火时起动机无力：打火的时候感觉起动机无力或根本就带不动发动机，这种原因一般分为两种，一种是电瓶电量不足，另一种是起动机本身原因。起动机本身有以下几种原因，1），起动机铜套或轴承磨损严重，造成转子不同心，工作时转子和定子发生摩擦，更换新的铜套或轴承。2），起动机碳刷磨损严重，更换新碳刷。3），起动机转子或定子线圈发生短路和烧坏，更换新的起动机。
电动机常见故障原因有哪些
环控系统故障为转子不平衡故障，检修方法如下：
1、在建立故障诊断系统的基础上，配合使用仿真软件进行故障诊断模拟。
2、技术人员需要在MATLAB中新建一个BP神经网络程序
3、将之前获取的轴流风机故障信息录入到该程序中，运行程序可以得到一组结果。
4、重新建立一个SOM神经网络程序，将前一个程序运行所得的结果，作为故障样本再重新放入到SOM神经网络程序中运行，可以得到诊断结果。
动力转向系转向时转向盘发抖故障的诊断与排除
（转-力辉电机）
一、电机温升过高或冒烟
这种故障是电机过热的表现。其原因很多：既有电机外部的因素（如电源供电质量差、负载过大、环境温度高和通风不良等等）；也有电机自身的原因。
电机本身常见原因及对策：
1绕组接法有错，误将星形接成三角形或相反。
2定子绕组匝间或相间短路或接地，使电流增大，铜损增加。若故障不严重只需要重包绝缘，严重的应更换绕组。
3定子一相绕组断路，或并联绕组中某一支路断线，引起三相电流不平衡而使绕组过热。
4转子断条。对铜条转子作焊补或更换，对铸铝转子应加更换。
5定、转子相擦。可检查轴承是否有松动，定、转子是否有装配不良。
6． 环境温度高，电动机表面污垢多，或通风道堵塞；
7． 电动机风扇故障，通风不良；
二、轴承过热
当电机滚动轴承温度超过95℃，滑动轴承温度超过80℃，就是轴承过热。其原因及对策如下：
1轴承损坏应换新。
2滚动轴承润滑脂过少、过多或有铁屑等杂质。润滑脂的容量不应超过轴承和轴承盖容积的70%,有杂质时应换新。
3轴承与端盖配合过紧或过松。过紧时加工轴承室，过松时在端盖内镶钢套。
4电机两端盖或轴承盖装配不良。将端盖或轴承盖止口装平，拧紧螺钉。
5传动带过紧或联轴器装配不良。调整传动带张力，校正联轴器。
6滑动轴承润滑油太少，有杂质或油环卡住，应加油，换新油，修理或更换油环。
7． 轴承间隙过大或过小；
8． 电动机轴弯曲。
三、噪声异常
1当定、转子相擦时，会产生刺耳的“嚓嚓”碰擦声。应检查轴承，损坏的需更新。如果轴承未坏而发现轴承走内圈或外圈可镶套或更换轴承与端盖。
2电机缺相运行，吼声特别大。可断电再合闸，看是否能再正常起动。如果不能起动，则可能有一相断路。开关及接触器的触头未接通也会发生缺相运行。
3轴承严重缺油时，从轴承室能听到“咝咝”声。应清洗轴承，加新油。
4风叶碰壳或有杂物，会发出撞击声。应校正风叶，清除风叶周围的杂物。
5转子导条断裂，发生时高时低的“嗡嗡”声，转速也变慢，电流增大。
6定子绕组首末端接线错误，有低沉的吼声， 转速也下降。
7．定子、转子铁心松动；
四、振动过大
1电机转子不平衡（如转子上配重螺丝脱落）应校正动平衡。
2传动带轮不平衡，应校正静平衡。
3转轴弯曲。应更换转轴，或车直镶套（热套）。
4安装基础不平或固定不稳。应重新安装，固定平稳。
5转子导条断裂，使负载电流时大时小地振荡。
6联轴器装配不正或有松动。
7被驱动机械失去动平衡。
8定子绕组有局部故障，旋转磁场不平衡而引起振动。
9．由于磨损，轴承间隙过大；
10．铁心变形或松动；
11．风扇不平衡；
五、运行中造成三相电流不平衡
1三相电源电压严重不平衡（即不相等）。如开关接点接触不良等。
2三相绕组中有一相断路或一相熔丝烧断等造成缺相运行。
3绕组匝间或相间有局部短路，而熔丝又未断。
4三相绕组中某一组的一条并联支路或几条并联支路断路，造成三相阻抗不等。
5三相定子绕组中一相首末端弄错，而熔丝没有烧断。
六、电机运行时，电流表指针来回摆动
这种故障原因很可能是转子导条断路。
电动机故障诊断技术包括哪些方面
动力系统转向时方向盘抖动故障现象：发动机在转的时候，特别是原地转的时候，滑阀共振，方向盘抖动。动力系统转向时方向盘抖动的原因：1储油罐的液位低。2空气渗入油路。3转向油泵传动皮带打滑。4转向油泵输出压力不足。5转向油泵流量控制阀卡滞。动力系统转向时方向盘抖动的故障诊断与排除：1首先，检查储油箱的液位是否符合要求；否则，根据需要添加转向油。2排出渗入油路的空气。3检查转向油泵的传动皮带是否打滑或其他传动类型的齿轮传动是否损坏，发现问题时按规定进行调整。调整皮带松紧或更换性能不佳的零件。车辆维护和修理。4检查转向油泵的输出压力。压力不足时，拆卸油泵，检查油泵是否磨损或严重内漏，安全阀和流量控制阀是否泄漏或卡死，弹簧力是否减弱或调整不当，轴承是否烧结或严重磨损。对于叶片式转向油泵，检查转子上的密封圈或油封是否损坏。对于齿轮油泵，检查齿轮间隙是否过大。找出故障并修理。如有必要，更换机油泵。如果泵轴油封泄漏，转向油泵也应更换。
这些只是理论知识。具体问题具体分析。电动机长期运行，一些结构、部件会逐渐劣化，逐渐失去原有性能和功能，就会暴露出一些不正常的状态。诊断技术是通过各种检测技术，测定出能反映故障隐患和起向的参数，从中得到预誓信息。进一步通过信息分析，对电动机故障程度和起因有一个准确的判断，及时和有效地对电动机进行维修、排除故障，以实现电动机的须知维修，而不致于影响生产。
一、从现象看电动机的故障
从外部现象看，在实际的运行中，电动机常见故障主要有以下几种：
1、电动机直流故障检测仪不能起动
电动机不能起动的原因主要是由于电源未接通、负载过大、转动受阻、熔体(也包括熔片)熔断等，这时首先要检查电源电路或附加的电器元件，主要是保证回路开关完好、接线正确、没有反接和短路现象。其次再检查负载及机械部分，确定额承是否损坏，被带动机械是否卡住，定子与转子之间的间隙是否正常，定子与转子有无相碰。
2、电动机外壳带电
电动机外壳带电是由于电动机接地线断开或松动，引出线碰接线盒或接线板油垢太多而引起的。
3、电动机过热
当电动机过载、断相运行、电动机通风道受阻时，都会引起电动机过热。电动机过负载运行时，电流会升高，使电动机严重过热，可能会烧坏电动机。这时要及时调整负载，避免电动机长期过载运行。
三相电源中只要有一相断路，就会引起电动机断相运行，如果断相运行时间过长，将会烧坏电动机。因此，耍经常检查电源电路。
电动机内油泥、灰尘太多，电动机通风迟堵塞都会影响散热效果，引起电动机过热，所以要及时清除阻塞物，改善散热条件。
4、电动机运转声音异常
电动机正常运行时，声音是均匀的、无杂音，当出现轴承损坏、断相运行现象时，就会发出异常的、甚至是刺耳的响声。
轴承损坏主要是轴承间隙过大或严重磨损，缺少润滑油或油脂选择不当引起的，这时就需要及时清洗或更换轴承，保证电动机在运行过程中有良好的润滑，一般的电动机运行5000h左右后，应补充或更换润滑脂。
电动机断相运行时，转速会下降．并发出异常响声，如果运行时间过长，将会烧杯电动机。电动机断相运行主要是由电源电路出现问题引起的，如电源线一相断线或电动机有一相绕组断线。要防止电动机断相运行，首先要注意发现断相运行的异常现象，并及时排除，其次对于重要的电动机应装设断相保护。
二、从引起的原因看电动机的故障
1、电动机故障的直接原因
①定子铁心故障。＠定子铁心短路，⑥定子铁心松动。
②绕组绝缘故障。＠绕组绝缘磨损，⑥绝缘破损．②匝间短路，⑥绝缘电阻降低。
③异步电动机转子绕组故障。＠断条和瑞环开裂，⑥绕线转子绕组击穿、开焊和匝间短路。
④转子本体的故障。转子是电动机输出机械功率的部件，工作时往往承受各种复杂和变化的应力，容易出现各种各样的故障。
2、引起电动机故障的间接原因
①电源的原因，如电网的电压和频率波动等。
②负载性质和负载机械的原因。
③安装环境和场所的原因。环境温度、湿度、海拔以及电动机安装场所的粉尘、有害气体、盐雾、酸气等，对电动机的运行都将产生影响。
④地基或基础的原因，如因基础振动，冲击使电动机受到影响。
⑥运行条件的原因。恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定的允许范围运行，往往是直接导致故障的起因。
⑥电动机的选型不当引起故障。
