基于STM32风力发电机传动链故障监测与诊断系统设计研究

陈建全，傅晓锦

（上海电机学院电气学院，上海 201306 ）

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风能作为一种绿色能源，受到世界各国的青睐，已经被视为未来可持续性发展能源产业之一。新能源发电技术的不断突破也不断推动可再生能源的发展[1]，其中风力发电是发展最快的绿色能源之一[2]。1986年，开启了我国对于风机并网运行的发电场的积极探索和示范时代，尽管开始装机规模以及发电容量都比较小。“十一五”期间，并网型的风力发电进入高速发展的快车道，在大型风电机组与风电场运营方面取得了很多成果[3-5]。据全球风能理事会（GWEC）预测：风机累计容量将在五年内从2014年的360 GW达到2018年的600 GW[6]；截止到2020年，风电总装机容量将达到700 GW以上，风电提供的电力将占全球电力需求的15%[7-8]。

风机齿轮箱、发电机和主轴等机械传动链易发生故障，这些故障的发生将会导致风力机长时间的停机，对企业造成难以挽回的损失。伴随着我国风电机组装机容量和规模的不断增加，依靠传统人工的“被动式检修”已经不能满足风力发电企业高效的检修维护需求，因此风机故障监测与诊断系统将对推动风力发电安全、可靠和稳定运营发挥着重要的作用。本文主要是基于STM32F407系列微控制器（MCU）所具的高性能、低成本和低功耗等特点，设计了一种在线监测系统来诊断风力发电机组传动链的机械故障情况，文中详细阐述了传动链容易发生故障的主要部件，分析了发生故障的机理以及对该系统的各个功能部分的设计。……