风能是世界上发展速度最迅速的可再生能源之一。目前我国在役的风电装备面临高故障率问题的困扰,风力发电机行星齿轮箱因其故障率高、造成停机时间长而成为故障诊断与监测的重点。行星齿轮箱的早期故障诊断有利于减少风力发电机非正常停机,对提高风场经济效益具有重要意义。利用啮合共振解调方法提高早期故障信号的信噪比,能够实现行星齿轮箱早期故障的发现及诊断。啮合共振解调利用了行星轮系与定轴轮系啮合共振频带明显的差异,通过仅定位行星轮系啮合共振频带,从而消除定轴轮系啮合强干扰,突出行星轮系相关振动信号。本文研究分为三个部分:1.基于啮合共振的定轴轮系啮合强干扰消除方法。研究了风力发电机行星齿轮箱的典型失效形式、振动信号调制规律。分析了定轴轮系啮合强干扰对行星齿轮箱早期故障诊断的影响。研究了啮合共振产生的原因以及啮合共振的特点。利用啮合共振的性质,研究了变转速工况下啮合共振频带定位方法。研究了行星轮系的局部故障仿真信号的构造,并利用仿真信号验证了啮合共振频带定位方法有效性。2.基于时频分析的脊线提取方法。采用基于采样频率重调的重采样方法解决变转速工况对啮合共振频带定位的影响。分析了决定重采样精度的两个关键:时频聚集性以及脊线提取方法精度。研究了几种时频分析方法的时频聚集性,总结了多项式调频小波变换的优势。分析了已有脊线提取方法的优缺点,改进了多分量脊线提取方法及交叉分量脊线提取方法,该方法能够解决噪声干扰、脊线紧密的问题,并利用实测信号、仿真信号证明了改进后多分量脊线提取方法的有效性。3.啮合共振解调与谱峭度解调的比较研究。采用包络解调技术,研究了基于啮合共振解调的行星齿轮箱早期故障诊断方法。该方法可以通过提高信噪比进行齿轮箱早期故障的诊断,并利用仿真信号进行了验证。与谱峭度解调方法相比,啮合共振解调的早期故障诊断方法更有效,并通过实测信号进行了验证。