1. 引言
近年来风力发电行业迅速发展，目前我国风力发电机设备主要在一些偏远山区或近海区域，长时间的风力打击与腐蚀，风力发电设备的故障检测维修已经是风场管理的重要环节。通过对风力发电机的工作状态进行监控，能够在早期发现故障，可以预知维修，减少发电事故的发生，避免造成较大的维修成本，提高风力发电设备的使用寿命，对风电管理体系具有重要意义。
2. 风力发电机的结构与故障特点
2.1风力发电机的结构
风力发电机通常应用于我国一些边远地区，例如一些海岛、草原、牧场等不通电的地方。风力发电机可以将风能转换为机械功，然后机械功带动轮子旋转，进而转换为交流电输出工作。风力发电机是由机舱、转子叶片、轴心、低速轴、齿轮箱等构成，而风力发电机一般会通过处理信号，分析信号，判断信号，得出结论来监测发电机的设备是否出现故障。
2.2风力发电机的故障特点
风力发电机较多的应用于偏远山区或近海区域，其工作环境也相当复杂，当有阵风袭来时，叶片会受到短暂而频繁的冲击载荷，这种冲击会连续到各个部件，就会使设备的各个零件也受到冲击或损坏，这样就会减少风力发电机的寿命。如果某部件出现故障，长时间的停机会造成发电量的损失，整个系统的更换也会加大人力和物力的耗资，所以加强对风力发电机的监测系统和提高故障诊断技术，对于风力发电机延长寿命以及减少不必要的人资、物资耗损是非常重要的。
3. 风力发电机状态检测
3.1振动监测
风力发电机在发生不同类型的故障时，其振动频率也是不一样的，所以振动信号是风力发电机出现故障的主要特征，振动信号会跟着振动频率而发生变化。利用振动监测技术，监测风力发电机在工作运行中的振动频率以及电力设备的运行状态，可以推测出风力发电机出现的问题以及问题类型。例如监测风力发电转子叶片的运行状态、发电机的机舱等。常常应用于旋转机械设备状态的检测中，例如转子不平衡、油液震荡等问题。通过频率的分析与诊断，确定出设备出现的问题，在通过精密的计算，监测出出现故障的零件，使其快速维修，减少更多不必要的损失。
3.2温度监测
在风力发电机工作时，如果出现超负荷或者劣化的情况，温度就会出现异常变化去反应风力发电设备出现了故障。通过温度监测，可以对风力发电机的电器元件的故障进行检测，在风力发电机的设备中，齿轮箱、发电机和变频器等等，都可以通过温度监测来检验其是否出现故障。
3.3油液分析
通过油液监测可以监测风力发电机的零部件在磨合初期、磨合出现损坏阶段和磨损严重阶段的整个过程。油液监测主要有磨粒、水分和粘度三个指标。磨粒监测需要将油液流入具有磁场的检测区域内，使其中的金属颗粒发生改变，检测出磨粒的数量，从而判定是否损坏；水分监测是通过高分子感湿膜，在高分子材料吸收水分后发生明显变化是判断其是否损坏；粘度监测是通过谐振频率的变化来判断介质的密度，再根据幅值的变化测量介质的粘度，在两个零件之间放入温度传感器，以此来测量结果。
3.4红外热像
每一台机器都是在特定的温度下进行操作工作的，虽然内部温度与外部温度不一样，但是利用红外热像监测系统可以通过外部温度来监测内部的温度的高低。电机的外部高度会随着内部高度的升高而升高。当仪器设备出现轴承损坏和定转子摩擦的故障时，仪器内部和外部的温度就会升高，通过红外热像监测就会检验出仪器是否出现了故障。
4.风力发电机的故障检测技术
4.1转子叶片故障诊断
叶片的故障检测，主要是通过材料在不同受力情况下的变化，检测出其是否在故障状态。通过传感器检测叶片中的应力应变的变化范围，从而保障叶片能够正常运行，增长液片的使用寿命。也可以利用无损检测手段对叶片的健康使用进行诊断与识别。
4.2齿轮箱故障诊断
在风力发电机最常用是齿轮驱动技术，在风力发电机日常操作中，风力发电机的齿轮和齿轮箱起着关键的作用，齿轮与齿轮箱的使用情况直接影响着风力发电机的寿命。其故障可能是在操作作业时，出现的油温过高、齿轮断齿、齿轮偏心等现象，通过对这些齿轮箱故障的了解，可以在风力发电机的齿轮箱安装传感器，利用传感器这一装置来收集振动信号、温度，信号等信息，将这些收集的信息传到服务器上，通过计算机服务来精准预测风力发电机的故障问题，从而提高风力发电机监测和故障诊断技术的准确性。
4.3发电机故障诊断
发电机可以将运行过程中的机械能转化为电能，由于发电机的工作经常处于变化状态和电磁环境中，所以可能会出现电子线圈短路、发电机过热等故障，所以可以根据定子电流所发出的信号来识别发电机是否出现故障，风力发电机的核心部分是发电机，采用定子电流诊断发电机是否出现了故障，可以及时有效的工作人员维修提供便利，是发电机的损害降到最低。
结束语
随着全球风力发电行业的兴起，风力发电机的监测与故障诊断越来越受重视。维护风力发电机机体与设备是减少维修成本的有效方法。风力发电监测与故障诊断技术结合了人工智能、计算机技术、信号处理、数据分析等多门学科，不仅要根据风力发电机自身的结构特点，也要考虑到用更先进、更有效的方法，最大程度的节约成本和措施复杂程度，利用科学技术，不断提高风力发电监测与故障诊断技术的准确性。