圖1風機部件引起的故障分布
風力發電機組中不同零部件引起的故障分布
圖2風機各部件故障導致的停機時間。
風力渦輪機中不同部件和組件導致的停機時間
1 ?葉片
葉片(槳葉)是風力發電機捕捉風能的核心部件，工作環境惡劣。即使在風機正常工作時，葉片也往往承受較高的應力，容易出現以下故障:由於汙染、脫皮等原因，葉片表面粗糙度增大；由於結構松散造成葉片內部物質的移動，以及雨水通過裂縫進入葉片，導致葉片不平衡。葉片變形、槳距控制失靈等原因造成葉片氣動不平衡；疲勞和雷擊導致的葉片表面或內部結構裂紋等故障。
葉片開裂或變形時，會釋放出高頻(壹般為1 kHz ~ 1 MHz)、時變、非平穩、瞬態的聲發射信號。因此，聲發射檢測已成功應用於葉片損傷的檢測和評估。由於葉片失效，轉子葉片受力不均，這些應力最終會通過主軸的傳動作用在機艙上，容易造成機艙晃動。Caselitz P等人通過在主軸上安裝多個振動傳感器，采集低頻(0.1 ~ 10 Hz)的振動信號，利用算法成功分析出葉片旋轉不平衡等故障。
2齒輪箱
齒輪箱是連接風機主軸和發電機的傳動部件，其作用是將主軸上的低速提高到相對較高的轉速，以滿足發電機的轉速要求。齒輪箱壹般由壹級行星齒輪和兩級平行齒輪傳動組成，工作條件惡劣，工況復雜，傳動功率大。齒輪箱中的行星齒輪、高速軸側軸承、中間軸軸承、行星齒輪傳動側軸承及其潤滑系統容易出現故障。風力發電機組在運行過程中，由於交變應力和沖擊載荷的作用，齒輪容易發生齒面磨損、齒面擦傷、點蝕和斷齒。軸承容易出現磨損、滾道打滑、滾子打滑、外圈跑偏等故障。雖然齒輪箱不是風力發電機最常見的部件，但齒輪箱故障造成的停機和維修時間是最長的，維修成本非常高。因此，齒輪箱的故障診斷和預測受到了廣泛的關註。黃q等人通過對齒輪箱振動信號的分析，采用小波神經網絡方法，成功地診斷出齒輪箱故障。此外，基於諸如軸承溫度、潤滑油溫度和油磨粒的信息的分析方法也已經被提出用於齒輪箱故障檢測。
3馬達(發電機或馬達)
雙饋發電機和永磁同步發電機在當前的風力發電機技術中應用廣泛。其中雙饋風力發電機的轉速相對較高，其額定轉速為1 500 r /min。所以渦輪中需要壹個變速箱來提高轉速，使得渦輪更重，發電機高速運轉有壹定的噪音汙染。電機是異步發電機，變流器接在轉子上，變流器的功率可以雙向流動。通過轉子的交流勵磁調節實現變速恒頻運行。機組運行範圍很寬，在額定轉速的60% ~ 110%範圍內都能獲得良好的功率輸出。
直驅式風力發電機通過風輪直接與電機的轉子耦合，電機轉速較低，壹般為每分鐘幾十轉。直驅式風力發電機壹般采用永磁同步電機，起動轉矩大。定子繞組通過全功率變流器連接到電網，渦輪機的工作範圍很寬。然而，發電機結構復雜，直徑大，成本高。除了發電機，電動機也廣泛用於風力渦輪機的偏航和變槳控制系統。
電機故障通常分為電氣故障和機械故障。電氣故障包括繞組短路、開路、過熱、三相不平衡等。機械故障包括軸承過熱和損壞、定子和轉子之間的氣隙異常、轉軸磨損和變形等。通過對振動、電流、溫度等信號的分析，可以檢測出電機故障。
4偏航、俯仰和制動系統
偏航系統有兩個主要功能:
1)使風力發電機跟隨風向；
2)由於跟蹤風向容易使來自機艙的電纜受風，所以可以利用偏航系統解決風力過大時電纜纏繞的問題。
變槳控制系統的作用是在風速發生變化時，通過控制葉片的角度來改變風力機的轉矩以獲得氣動力，從而實現功率控制；當風速過高或風機出現故障時，將葉片調整到順槳狀態，實現制動。偏航和變槳系統工作頻繁，偏航和變槳軸承承受的扭矩大，偏航軸承部分暴露在環境中，易受灰塵和鹽(水)霧腐蝕而損壞。由於其不完全旋轉的工作特性，變槳軸承容易出現潤滑不良，導致軸承磨損等故障。制動系統用於防止轉子葉片旋轉過快，並在風力渦輪機的其他部件出現故障時停止風力渦輪機。由於摩擦片的磨損和過大的應力，制動系統也容易失效。液壓系統具有單位體積小、動態響應好、傳遞力大、扭矩大等優良特性，在風力發電機組的偏航、變槳和制動系統中起著重要的作用。液壓回路相互幹擾，使其故障機理復雜，故障模式多樣。液壓系統常見故障有液壓油汙染、漏油、電磁閥、溢流閥故障、液壓泵故障、油液過熱、異常振動和噪音。
5轉換器和變壓器
隨著風力發電機單機容量的增加，電氣系統能否可靠運行變得越來越重要。據統計，電氣系統是風力發電機組中故障率最高的子系統，電氣系統故障約占風力發電機組所有故障的20%。雖然電氣故障導致的風機停機時間不長，但電氣系統的頻繁故障也會導致高昂的維護成本。隨著風電機組容量的進壹步提高，電氣系統的故障頻率也會增加。
電氣系統的故障通常是指電容器、印刷電路板或功率半導體器件(如MOSFET、IGBT)等電子元器件因過壓、過流、過熱、振動、濕度過大等原因而發生的故障。它們的故障分別占電氣系統部件故障的30%、26%和265，438+0%。
6控制系統和傳感器
風力發電機組的控制系統在偏航、變槳、放纜和保護方面起著重要的作用。控制系統通常包括各種傳感器、控制器和執行器。傳感器收集各種信號，並將其發送到控制器進行分析、處理和邏輯運算。執行機構控制和保護風力發電機的子系統，以確保風力發電機工作在安全、可靠和優化的狀態。
各種傳感器安裝在風力渦輪機中，例如風速計、風向標、速度解碼器、位置編碼器、溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器和偏航傳感器。由於工作環境惡劣，傳感器故障率高。統計表明，在風力發電機組的故障中，分別有超過14%和超過40%的故障是由傳感器本身和傳感器相關系統的故障引起的。
除傳感器外，控制系統的其他故障可分為硬件故障和軟件故障。硬件故障包括控制板電路故障和伺服機構故障。軟件故障的特點是偶爾的系統崩潰和不活動，通常是由於設計不合理、內存溢出等原因造成的。這種故障可以通過重啟控制系統和其他動作來消除。