风力发电机组及其组件的机械振动测量与评估主要包括以下方面：
振动测量的目的4：
确保运行安全：及时发现机组及其组件在运行过程中因振动可能引发的机械故障、结构损坏等安全隐患，避免发生严重的安全事故。例如，过度的振动可能导致关键部件的连接松动、疲劳断裂等。
优化维护计划：根据振动数据评估设备的健康状况，为制定合理的维护计划提供依据，提高设备的可靠性和使用寿命，降低维护成本。
性能评估与改进：通过分析振动特征，了解机组的运行性能，为机组的设计优化、性能改进提供数据支持。
常用的振动传感器和测量设备4：
加速度传感器：广泛应用于风力发电机组的振动测量，能够测量振动的加速度信号，具有较高的灵敏度和频率响应范围，可以检测到微小的振动变化。根据测量需求，可选择不同类型的加速度传感器，如压电式、电容式等。
振动变送器：将传感器采集到的振动信号转换为标准的电信号，如 4-20mA 或 0-10V等，以便于信号的传输、处理和记录。振动变送器还可以对信号进行预处理，如滤波、放大等，提高信号的质量。
数据采集系统：用于采集和存储振动数据，包括数据采集卡、信号调理器、计算机等。数据采集系统应具有足够的采样频率和分辨率，以确保能够准确地采集到振动信号的特征。
振动数据的采集方法：
采样频率和采样时间设置：根据风力发电机组的振动特性和分析需求，合理设置采样频率和采样时间。一般来说，采样频率应高于振动信号Zui高频率的2 倍以上，以保证能够准确地采集到信号的特征。采样时间应足够长，以便能够获取到完整的振动信号周期4。
测量位置选择：选择具有代表性的测量位置，如主轴、齿轮箱、发电机、叶片根部、塔筒等关键部件的安装位置。在每个测量位置，应根据部件的结构和振动特性，选择合适的测量方向，通常包括水平方向、垂直方向和轴向。
多通道同步采集：对于复杂的风力发电机组系统，可能需要采集多个位置的振动信号，以便进行综合分析。数据采集系统应具备多通道同步采集的功能，确保各个通道之间的信号采集同步性。
振动数据的分析方法：
时域分析：对振动信号的时域特征进行分析，如振幅、峰值、均值、方差等。这些参数可以反映振动信号的强度和波动情况，有助于判断设备的运行状态。例如，振幅的突然增大可能表示设备出现了故障或异常。
频域分析：通过傅里叶变换等方法将振动信号从时域转换到频域，分析信号的频率成分和能量分布。频域分析可以帮助识别设备的固有频率、共振频率等特征，以及判断是否存在与运行频率相关的振动问题2。
时频域分析：结合时域和频域分析的优点，对振动信号的时频特性进行分析。常用的时频域分析方法有短时傅里叶变换、小波变换等，可以更准确地反映振动信号在不间和频率上的变化情况。
评估标准和指标：
振动幅值：振动幅值是衡量振动强度的重要指标，通常根据设备的类型、结构和使用要求，制定相应的振动幅值限值。如果振动幅值超过限值，可能表示设备存在故障或异常4。
振动频率：关注设备的固有频率、共振频率以及与运行相关的频率成分。当振动频率与设备的固有频率或共振频率接近时，可能会引发强烈的振动，导致设备损坏2。
相位信息：相位信息可以用于确定振动信号的传播方向和故障的具体位置，对于分析复杂的振动问题具有重要意义4。
评估流程：
数据预处理：对采集到的振动数据进行预处理，包括去除噪声、滤波、去除趋势项等，提高数据的质量和可靠性。
特征提取：从预处理后的振动数据中提取有用的特征信息，如幅值、频率、相位等，以便进行后续的评估和分析。
与标准对比：将提取的特征信息与预先制定的评估标准和指标进行对比，判断设备的振动是否在允许范围内。
综合评估：综合考虑多个测量位置、多个方向的振动数据，以及设备的运行历史、环境因素等，对设备的整体运行状态进行综合评估。如果发现异常，应及时进行的分析和诊断，确定故障的原因和位置，并采取相应的维修措施。
