VDI津 ICS 17.160, 27.180 2009年3月 虱力發電及其组件機械振的量和鲆估 VDI 3834 德國工程師會 第一册 装载速箱的睦上風力發電機 德語版本的则方有约束力。 目錄 ：2008年2月草案， 前言 引言 1. 應用屋 期版本 2 前提 2.1. 測量参敷和特徽参 杜塞阐多夫200 2.2. 風力發電機的取均值 2.3. 评估時長 3.1. 機舱和塔 3.2. 装滚珠轴承的主轴承 不允復製，包括企業内部用途 3.3. 速箱 3.4. 發電機 保留所有槿利 3.5. 測量設備的 3.6. 振動傅感器的安装和耦合 3.7. 測量時的運行條件 评估规 GmbH, 4.1. 機组 4.2. 特徽参數的值， 振動评估的標 運行中振動限值 10 徙此瘦取 6.1. 警告限值的确 10 6.2. 警限值的碓 10 7. 對振動盤測的建護 7.1. 振動蓝温 電子媒體的可副本 7.2. Condition Monitoring 11 参考書目 附錄 . VDI社區研發設计經銷部·力發電機測量和评估委會 VDI明振動技術 VDI説明書能源技術 VDI3834第一册 -2 - 保留所有槿利德國工程師協會e.V.,杜塞爾多夫2009 前言 這份津则的内容建立在對VDI1000津的方针和建羲的遵守上。 保留所有耀利，包括對部份段落或全文的重印、拍攝、電子化和翻。 這份VDI则在原創人的警告之下和VDI须知所示的授耀條件（wWW.vdi-richtlinien.de）得到遵 守時可用。 感谢所有在制定這份准则中的光案的劵助者。 引信言 由於特殊的建造和蓮行條件，現有的對建物和機械的振動的估標對於風力發電機（WEA） 已不適用。属力發電機塔架和弓擎機舱受海属影臀（海上属機受海浪影）的振勤、塔架前流體援勤 别。在DIN4150-3和ISO4866中解的量方法和建物振動评估规可作為引薄。 對於風力發電機的组件（搏子、燮速箱和發電機），可考基本標DINISO10816-1和DIN ISO7919-1，用於機械振動的量和估值。在此基上，有其他標，包括DINISO10816-3和 而在DINISO7919-3中亚未提及風力發電機。 在這些標中的规普遍適用於風力發電的组件，但它們只適用於本機中産生的亚直接影譬组 件的振動。它們遗適用於振動散的评估，即機组附近的辐射。该標津不適用於外源傅入機组的振動 即振動侵入。即塔架或舱的振動對於機產生的影臀丶由風和海浪對海上風機激的影。 不同的属機洲造商和營商的角度來着，有周、保隧公司和服务供應商，他闻公懿的 规则，包括對風力發電機及其组件機械振動的測量和估值的规和建護有極大的需求。這就是VDI 3834则的主要任。 它的目標是统一測量方法，助估值和對測得的風機及其组件的振動比较估。測量的结果须在 给定值超额给出属機相愿组件或整體可能存在危的指示，但不證實填原因。若给定值未超额， 然仍在標行状態，但亚不能排除罩的壤。 風力發電機的工作原理主要在於水平轴上旋的樽子。樽子包括輪毂和葉片，葉片固定安装或者 在轴可旋。輪毂舆属力電機的傳勤键霆结。機械能化為電能由發電機完成，在它的翰人端有 燮速箱。這些用於能量樽化的组件通常安装在機電室，在此作機舱。機舱安置在塔架上，可旋樽， 塔架建在基座上° 葉片乃至子暴露在菲對的流入氣流和随機的速起伏中。菲對的流入氣流由例如風的胤流 鲍、子的斜向氣流以及子表面上不同的属速分布崖生。除了空氣勤力學的戴荷，慎性力和不同運 行情况的载荷也對力發電機産生影。在運行件上叠加的外部條件，例如功率丶速，同時有 風力發電機的结或罩個组件的設計计，遵致包括樽子、傅動键丶塔架和基座的整個風機上産生化的 负荷，因此激了罩個零件的振動。 傅動链由若干组件成，组件激了受结形式所限的，以及傅動键特有的舆速有或無的 振動。取决於造和設計，發電機丶速箱和離合器不懂作為罩個组件，也互相配合地丶舆風力發電 電子媒體的可副本 VDI3834第一册-3- 保留所有槿利③德國工程師協會e.V.，杜塞爾多夫2009 生振動，亚遵致菌輪茵間噶合衡擎·進一步會在傅動链引發共振·由於這些原因，必考到整個風 力發電機，即，包括了傅動键舆子葉片丶機舱和塔架 考愿到安装位置和機械傅動键的種類可能對所有组件的振動级别生重大影臀，有必要把在VDI 3834種分级的分能機组歸篇四组： 第一组：樽子舆發電機間連接速箱的上機组 第二组：转子舆發電機間無速箱的上機组（直接動） 第三组：转子舆發電機間蓮接速箱的海上機组 第四组：樽子舆發電機無速箱的海上機组（直接躯動） 在则VDI3834系列中，會给每一组相鹰的篇幅，其中包括参敷值的特别规定丶測量位置和測 量條件，遗有所測振動的评估標值的列表。 1.應用凰 在则VDI3834系列中给出了測量和评估風力發電機及其组件的機械振動的指示。它適用於發電 機额定功率大於100kW，亚有下述结構和運行特徽的風力發電機： · 安装在陆地上（陆上）或海岸前（海上） ·4 安装在翻和混凝土製的支撑體（塔架和基座）上 ·樽子的轴為水平，亚有若干樽子葉片 ·主轴承（樽子轴承）脱離於或集成在速箱中 發電機通速箱傅動，或直接傅動 ·同步或步發電機 ·罩極發電機或自换極调速發電機 通調節搏子葉片（Pitch）或失速（Stall）控制输出 發電機通類器耦合到電網或直接耦合 当前的则適用於第一组力發電機。在第五章中包含了稳定發電时的振動评估標值，目前只 针對额定功率<3MW。 適用於第二组風力發電機的VDI3834第二册正在備中，為之已有少量的量敷 没有收集適用於海上風力發電（第三组和第四组）的量數據。 则VDI3834系列不適用於在製造商試驗場裡對變速箱和發動機的驗收量。這要根有效的 標來评定·即ISO8579-2和DINEN60034-14。 在第五章给出的標值不適用於故障的早期測。津则VDI3834系列不適用於傅動链的扭搏振 動以及轴承和茵輪的状熊的评估·試和评估固體傅聲的指示可在VDI3832中找到。履於状熊 盤測系統的類型和熟行的信息，在7.2章節给出。 電子媒體的可副本 -4-VDI3834第一册 保留所有槿利③德國工程師協會e.V.，杜塞爾多夫2009 2.前提 2.1.測量参敷和特徽参敷 特徽参数是由測得的原始信號（量参数）按规定的规程生成的。在规定的測量位置丶指定的測 量方向和定羲的行條件下進行測量。规程中包括必不可少的信號理丶和取平均值，以及特徽 值和特徽函數的生成，最俊是示·這個程也被为特徽值生成（Kennwertbildung）。 於在下文中提到的測量参數和特徽参數，以及傅统的測量和分析機械振動的规程和器，在 则VDI3839第一册给出概况餐。 评估振動對風力發電機及其组件的影譬，必须用其他機械振動评估標或则中所述的规程為特 徽参数的生成加以補充 2.2.風力發電機的取均值规程和评估参數 風力發電機特定的運行件丶風力强度和流動方向的化，以及可能發生的海浪拍海上風機弓引 起额外的激，致持化的振動激，其结果是測量值的短暂動，亚有類繁的振幅跳罐。如 DINISO10816中各部份和用於估振動状愈的DINISO7919所要求的條件，很少较長時間地存在。 故，将測量值在待定時間段内取平均值生成特徽参敷，以平衡波動，對於風力發電機是绝對必要 的。舆第六章中值進行比较的前提是，即使是其中列出的敷值，也要以取平均值筱的敷據（方可 比较）為依。 一個评估價速度awo。它描述了在待定的估時長To内的總负载（間隔有效值），由測得的類率受限 的加速度aw(t)能量等價筱的平均值根如下係得到： aeff wo = a(t)dt (1) 其中，aw(t)是測得的類率受限的加速度時間的函敷·估速率vwo按類似方式求得。工作類率凰 的频率限定值参看第三章。 注：此描迹的對测得的加速度取平均值的方法符合ISO2631-1和VDI2057第三册所规定的方法，如必须评估 振動產生的長時間影警。取平均值规程DINENISO8041和DIN45662中描述的生成有效值程在形式上一 致，彼魔定羲的時間間隔T在此為估時長T。° 2.3.评估時長 评估時長T。取决於風和海浪對風機及其组件所產生影警的特徽和歷時，以及估参敷 （BeurteilungsgroBe）。它必须足長，以完全覆3.7章節中列出的谨行状態。對於空氣動力學引起 機舱丶塔架和组件的振動，其频率圜在0.1Hz到10Hz，亚有比较大的加速度和速率，评估时長應 總计10分鐘·如此，频率在1Hz左右或低於1Hz的振動分量，亦即子的搏動频率，也能可靠地 測得和分析。 在速箱和發電機额外也會發生典型的舆结構有的振動，其類率在10Hz到1000Hz或更高。 在此，當懂需估類譜中的高類部份時，较短的估時長，如1分鐘，就足了。 有必要将10分鐘的评估時長分割成更短的丶受量設備和谨行條件支配的時間段T，至少一分 鐘時長。當時間段中的振動發生明化，即得出各個不同的能量等價的平均值awe 電子媒體的可副本 VDI3834第一册 保留所有耀利③德國工程師榜會e.V.，杜塞爾多夫2009 - 5 - 那磨，對於定的估時長的估加速度由之得出： aeffw: (2) To : 其中To= Z= Te 所的估時以及應用的工作频率靶要在所有的量記或報告中，同各固估参敷列出 3.量和定的指示 對風力發電及其组件必须确定各個不同的特徽参敷丶測量位置和測量方向。在所有情况下，按 照下述量振動加速度和振動速率： 3.1.機舱和塔架 特徽参敷 估加速度的罩位為m/s · 评估速率的罩位為mm/s 皆生成於2.3章節所列述的评估時長，工作频率圜由≤0.1H