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【摘要】随着社会科技的进步，机械化程度也原来越高。在机械运行的过程中，轴承振动发挥着重要作用，其振动状态监测也逐渐成为研究人员非常重视的问题。本研究将重点介绍发电机组的机械轴承振动监测系统，并提出一些故障诊断方法。
【关键词】机械轴承；振动状态；监测
前言
风力发电机组对人们的日常生活发挥着重要作用，随着社会的用电需求量越来越高，风力发电机在整个发电系统的地位也日益显著。因此人们对其振动状态监测也逐渐重视起来。风力发电机与其他机械相比，在结构上有着很大不同，其振动状态的正常与否，直接影响到发电机能否正常运行。因此，需要对发电机组的振动状态监测重视起来。
1.发电机组机械轴承振动状态监测的意义
随着社会的发展，人们对电力的需求越来越高，随之而来的就是一系列的能源问题。为了节约能源，当今人们已经研究出了许多新型发电模式，例如水力发电、火力发电、风力发电，这些发电厂也已经在世界的各个角落被建立起来，给人们的生活提供了很大便利。下面将重点介绍风力发电机组的一些状态监测。风力发电机组对环境的要求比较高，因此很多都建立在偏远、人少的地方，这样才能更好的运用风能进行发电。但是，这些恶劣的环境就不可避免的导致人们对发电机组机械轴承振动状态的监测不能及时有效，在发电机组发生故障时也不能及时赶到。而且，现在的情况很多都是在设备发生故障之后才能发现问题，然后相关人员才开始进行整修，就会导致电路中断。这些固有因素都导风力发电机与火力水力发电机组相比，不具有很强的竞争性。长此以往，不能满足风能的发展。风力发电机组的重要性毋庸置疑，因为对于一些偏远地区来说，电缆输入存在很大问题，只能依靠偏远地区的有利地形和风能。风力发电机组在线监测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，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。因此，进行发电机组机械轴承振动状态监测具有重要意义。
首先具有经济性。现在很多行业都存在一种现象，就是在问题发生之后才进行解决，没有很好的监测系统，因为监测系统需要很高的运营成本，就以风力发电机组为例，风电机组恶性事故的发生，导致无法弥补的损失。这些设备通常都是很复杂的设备，而且由于地势偏远，需要特殊的设备才能把它们送到修理厂，这就有很高的运输和修理成本。而且，电力中断会导致一些企业和工厂不能进行正常的生产活动，带来的经济损失也是无法估计的。而且，现在很多设备都已成功应用状态监测系统实现实时监测、状态分析、故障预警与诊断等功能，这些都为风力发电机组的振动状态检测提供了很好的技术支持。
2.风力发电机组常见的振动故障和分析方法
2.1常见的振动故障
最常见的是振动故障是叶片的振动发生问题，因为风力发电机组的原理就是运用风能的运动推动电力的产生，很多时候风力的振动都具有不稳定性，这就导致发电机组的叶片发生故障。振动总是会产生一定的振幅，在一定的振幅范围内通常不会对设备产生影响，但是当风力达到一定强度时，就会引起塔台的共振，引起塔台的震动，很多情况下都会影响电力设备的正常供应。而且，对于风力发电机组附近的居民来说，也会带来一定的安全隐患，风力发电机组的现状决定了这些现象都是不可避免的，因此，相关人员一定要加强对振动状态的监测，只有这样，才能及时检测设备运行的状态，在发生一些故障时及时检测出来，只有及时解决了一些小问题，才能避免更大故障的发生。如果等到设备停止运行时才发现，带来的损失是无法估量的。
2.2设备振动的分析方法
振动信号的频谱分析是研究故障信息的最基本的方法，可提取大部分故障特征。风力发电机组在运行的时候会产生一定的波谱，因此通过对这些波的幅度进行研究，可以知道风力发电机组齿轮箱与轴承的运行频谱，进而得出这些设备的振动情况，这就是所谓的波谱分析法[1] 。有时候一些故障没有明确的数据作为基础，有经验的专家就会运用模糊诊断方法，也就是根据其他的一些征兆判断设备振动的状态。例如在一些波谱分析时，不能得出具体的波动频率，但是很多情况下振动失常会带来设备温度的升高，因此需要引入其他征兆进行判别，如温度、电流等参数变化情况及振动信号的各种趋势分析等，尤其是同频故障的诊断更需借助于它与各种相关量的关系才能做出正确诊断。除此之外，有时候不能直接的出数据，需要进行统计分析。需要把这些振动幅度的数据收集起来，然后运用一定的统计方法，如概率分布、离散分布分析方法。将得出来的数据放在一起，就可以横向进行比较，可以看出来各个设备振动幅度之间的明显不同，这样得出来的结论也更加具有针对性，可以同时得出所有设备的运行情况。为了提高统计分析的准确性，可以在条件允许的情况下运用一些科学方法，例如科学计算机等，方便又精确。
3.机械轴承振动状态监测和故障诊断系统
3.1智能在线振动监测保护系统的设计思想
现在智能在线振动检测系统受到了越来越多的人的追捧。原理是利用当代最先进的机械、微电子和自动化技术，巧妙地实现了信号采集、数据存储、状态监测、异常保护和故障诊断功能[2]。这种设备是针对风力发电机组的特殊运行状态提出来的，如果该系统运行正常，可以有效解决风力发电机组地处偏远、监测不便的问题。发电机组在发生故障时停运和在需要停止的时候却继续运行，都会带来一定的经济损失。该设备的目的就是将这些损失降低到最小，在故障发生前及时进行诊断，这样就可以保护周边人们的生活和生产安全，同时符合了社会工业发展的必然趋势，可以最大程度的提高社会效益。
3.2智能在线振动监测保护系统的技术
风力发电机组承受着重要的任务，它需要监测的成分有很多，例如风的方向和风力大小，设备运行的状态，各个机械轴承的振动频率。它包括很多版块，例如数据采集板块、智能报警板块、自动输入板块、横向比较板块。通过计算机的智能分析，就可以把需要的数据直接统计出来，方便相关工作人员进行管理和监测，并针对一些具体情况及时进行调整。
3.3智能在线故障诊断系统的主要功能和特点
故障诊断系统可以进行自动诊断，它可以自动分析一些检测系统得出来的数据，并自动对这些数据进行分析，在无人看守的时候，工作人员只需要对它输入一些相关程序，系统就可以自动解决一些简单的故障问题，这样就可以使诊断更加具有实效性和及时性，避免更大的损失发生。但是该智能系统对技术含量的要求很高，这种诊断系统目前处于试运行阶段，还有很长的路要走，相关研究人员要继续努力，使这项造福于人民的智能系统完善和发展起来。
结束语
通过以上的分析可以看出，风力发电机组的机械轴承振动状态监测具有重要意义，因此国家应该大力鼓励在线监测系统和诊断系统的研究，进一步提高监测系统的完善性和技术性，只有这样，才能维护风力发电的正常运行，才能更好地造福于人类。
参考文献
[1]王瑞闯，林富洪.风力发电机在线监测与诊断系统研究[J].华东电力，2009.
[2]龚敏明，王占国，郭宏榆.风力发电机组振动监控与分析系统的研究[J].生产一线，2009.
作者简介
张守权，男（1974年3月-），黑龙江建筑职业技术学院实训中心，工程师，从事机械工程研究。
【关键词】机械轴承；振动状态；监测
前言
风力发电机组对人们的日常生活发挥着重要作用，随着社会的用电需求量越来越高，风力发电机在整个发电系统的地位也日益显著。因此人们对其振动状态监测也逐渐重视起来。风力发电机与其他机械相比，在结构上有着很大不同，其振动状态的正常与否，直接影响到发电机能否正常运行。因此，需要对发电机组的振动状态监测重视起来。
1.发电机组机械轴承振动状态监测的意义
随着社会的发展，人们对电力的需求越来越高，随之而来的就是一系列的能源问题。为了节约能源，当今人们已经研究出了许多新型发电模式，例如水力发电、火力发电、风力发电，这些发电厂也已经在世界的各个角落被建立起来，给人们的生活提供了很大便利。下面将重点介绍风力发电机组的一些状态监测。风力发电机组对环境的要求比较高，因此很多都建立在偏远、人少的地方，这样才能更好的运用风能进行发电。但是，这些恶劣的环境就不可避免的导致人们对发电机组机械轴承振动状态的监测不能及时有效，在发电机组发生故障时也不能及时赶到。而且，现在的情况很多都是在设备发生故障之后才能发现问题，然后相关人员才开始进行整修，就会导致电路中断。这些固有因素都导风力发电机与火力水力发电机组相比，不具有很强的竞争性。长此以往，不能满足风能的发展。风力发电机组的重要性毋庸置疑，因为对于一些偏远地区来说，电缆输入存在很大问题，只能依靠偏远地区的有利地形和风能。风力发电机组在线监测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，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。因此，进行发电机组机械轴承振动状态监测具有重要意义。
首先具有经济性。现在很多行业都存在一种现象，就是在问题发生之后才进行解决，没有很好的监测系统，因为监测系统需要很高的运营成本，就以风力发电机组为例，风电机组恶性事故的发生，导致无法弥补的损失。这些设备通常都是很复杂的设备，而且由于地势偏远，需要特殊的设备才能把它们送到修理厂，这就有很高的运输和修理成本。而且，电力中断会导致一些企业和工厂不能进行正常的生产活动，带来的经济损失也是无法估计的。而且，现在很多设备都已成功应用状态监测系统实现实时监测、状态分析、故障预警与诊断等功能，这些都为风力发电机组的振动状态检测提供了很好的技术支持。
2.风力发电机组常见的振动故障和分析方法
2.1常见的振动故障
最常见的是振动故障是叶片的振动发生问题，因为风力发电机组的原理就是运用风能的运动推动电力的产生，很多时候风力的振动都具有不稳定性，这就导致发电机组的叶片发生故障。振动总是会产生一定的振幅，在一定的振幅范围内通常不会对设备产生影响，但是当风力达到一定强度时，就会引起塔台的共振，引起塔台的震动，很多情况下都会影响电力设备的正常供应。而且，对于风力发电机组附近的居民来说，也会带来一定的安全隐患，风力发电机组的现状决定了这些现象都是不可避免的，因此，相关人员一定要加强对振动状态的监测，只有这样，才能及时检测设备运行的状态，在发生一些故障时及时检测出来，只有及时解决了一些小问题，才能避免更大故障的发生。如果等到设备停止运行时才发现，带来的损失是无法估量的。
2.2设备振动的分析方法
振动信号的频谱分析是研究故障信息的最基本的方法，可提取大部分故障特征。风力发电机组在运行的时候会产生一定的波谱，因此通过对这些波的幅度进行研究，可以知道风力发电机组齿轮箱与轴承的运行频谱，进而得出这些设备的振动情况，这就是所谓的波谱分析法[1] 。有时候一些故障没有明确的数据作为基础，有经验的专家就会运用模糊诊断方法，也就是根据其他的一些征兆判断设备振动的状态。例如在一些波谱分析时，不能得出具体的波动频率，但是很多情况下振动失常会带来设备温度的升高，因此需要引入其他征兆进行判别，如温度、电流等参数变化情况及振动信号的各种趋势分析等，尤其是同频故障的诊断更需借助于它与各种相关量的关系才能做出正确诊断。除此之外，有时候不能直接的出数据，需要进行统计分析。需要把这些振动幅度的数据收集起来，然后运用一定的统计方法，如概率分布、离散分布分析方法。将得出来的数据放在一起，就可以横向进行比较，可以看出来各个设备振动幅度之间的明显不同，这样得出来的结论也更加具有针对性，可以同时得出所有设备的运行情况。为了提高统计分析的准确性，可以在条件允许的情况下运用一些科学方法，例如科学计算机等，方便又精确。
3.机械轴承振动状态监测和故障诊断系统
3.1智能在线振动监测保护系统的设计思想
现在智能在线振动检测系统受到了越来越多的人的追捧。原理是利用当代最先进的机械、微电子和自动化技术，巧妙地实现了信号采集、数据存储、状态监测、异常保护和故障诊断功能[2]。这种设备是针对风力发电机组的特殊运行状态提出来的，如果该系统运行正常，可以有效解决风力发电机组地处偏远、监测不便的问题。发电机组在发生故障时停运和在需要停止的时候却继续运行，都会带来一定的经济损失。该设备的目的就是将这些损失降低到最小，在故障发生前及时进行诊断，这样就可以保护周边人们的生活和生产安全，同时符合了社会工业发展的必然趋势，可以最大程度的提高社会效益。
3.2智能在线振动监测保护系统的技术
风力发电机组承受着重要的任务，它需要监测的成分有很多，例如风的方向和风力大小，设备运行的状态，各个机械轴承的振动频率。它包括很多版块，例如数据采集板块、智能报警板块、自动输入板块、横向比较板块。通过计算机的智能分析，就可以把需要的数据直接统计出来，方便相关工作人员进行管理和监测，并针对一些具体情况及时进行调整。
3.3智能在线故障诊断系统的主要功能和特点
故障诊断系统可以进行自动诊断，它可以自动分析一些检测系统得出来的数据，并自动对这些数据进行分析，在无人看守的时候，工作人员只需要对它输入一些相关程序，系统就可以自动解决一些简单的故障问题，这样就可以使诊断更加具有实效性和及时性，避免更大的损失发生。但是该智能系统对技术含量的要求很高，这种诊断系统目前处于试运行阶段，还有很长的路要走，相关研究人员要继续努力，使这项造福于人民的智能系统完善和发展起来。
结束语
通过以上的分析可以看出，风力发电机组的机械轴承振动状态监测具有重要意义，因此国家应该大力鼓励在线监测系统和诊断系统的研究，进一步提高监测系统的完善性和技术性，只有这样，才能维护风力发电的正常运行，才能更好地造福于人类。
参考文献
[1]王瑞闯，林富洪.风力发电机在线监测与诊断系统研究[J].华东电力，2009.
[2]龚敏明，王占国，郭宏榆.风力发电机组振动监控与分析系统的研究[J].生产一线，2009.
作者简介
张守权，男（1974年3月-），黑龙江建筑职业技术学院实训中心，工程师，从事机械工程研究。