膜片联轴器是连接增速箱与发电机的关键部件,不对中故障发生,造成联轴器偏心、增速箱齿轮、轴承以及发电机轴承等损坏,同时造成机组噪声增大运行稳定性降低。因此,对风电机组增速箱输出端早期不对中潜伏性故障进行理论分析、软件仿真、实验验证对于保证机组长时间稳定运行和安全发电具有非常重要的工程实际意义。本文依托国家自然科学基金“大型风力发电机高速轴承动力学建模与故障诊断方法研究”(项目批准号:51865045),以风力发电机高速端膜片联轴器为研究对象,对高速端不对中故障进行动力学建模分析和实验验证,探索造成的响应特性规律。主要研究内容包括:(1)膜片联轴器理论分析。首先,对膜片联轴器平行/角度不对中故障进行静态分析;然后,对平行、角度不对中建立运动坐标系,通过坐标建立速度约束方程推导出能量方程,采用拉格朗日能量方程化简整理出不对中动力学微分方程,利用4-5阶龙格库塔法求解;最后,分析不对中程度和无量纲转速参数变化下系统的响应特征并将响应进行结果对比分析。(2)风力发电机组传动系统高速端膜片联轴器软件仿真。基于SolidWorks对风力发电机组传动系统的零件CAD建模及总体装配。再利用Adams软件对传动系统各零部件设置材料、根据运动规律添加约束、参数化建模、确立运动函数,通过改变联轴器不对中量仿真分析,得到平行/角度/综合不对中仿真图像并统计时、频参数分析变化规律。(3)联轴器不对中试验验证。搭建了联轴器—转子实验台并制定了平行不对中试验方案,在多种定不对中量情况下对10组工况转速条件下采集了轴承座和发电机座的振动信号,同时分析了信号的时域指标和倍频变化特性,从而验证了理论分析和Adams仿真的有效性。