基于阶比分析的永磁同步电机偏心故障诊断研究

该文以电机偏心故障诊断为背景,针对传统的基于电机电流分析方法的故障特征弱,且无法处理非平稳信号的缺点,引入阶比分析技术,将时域非平稳信号转换成角域平稳信号。首先,建立电机偏心故障模型;然后,分析偏心故障对电机电流的影响,得出阶次谱中故障特征;最后实现偏心故障诊断。仿真和实验结果表明,该方法能够在电机非稳态运行过程中检测出电机的偏心故障,有效地克服传统快速傅里叶变换分析带来的“频率模糊”现象。

旋转机械阶比分析技术中阶比采样实现方式的研究

阶比分析的关键是实现对旋转机械振动信号的等角度采样。在分析国内外阶比分析技术中阶比采样实现方式的基础上,在阶比分析中引入瞬时频率理论,提出了基于瞬时频率估计的阶比跟踪方法,研制出了虚拟式旋转机械特征分析仪。该方法避免了现有技术中需要使用价格比较昂贵的专用附加硬件和受现场安装条件制约的问题,有利于阶比分析的广泛应用。

基于瞬时频率估计的内燃机信号阶比分析

阶比分析是内燃机急加速启动过程信号有效的分析方法,它是以得到准确的转速信号对其等角度采样为前提条件的。根据希尔伯特黄变换(hilberthuangtransform),提出了基于瞬时频率估计的内燃机信号阶比分析方法,直接从振动信号的瞬时频率估计得到转速信号。在瞬时频率估计的若干影响因素分析的基础上,提出了改进瞬时频率估计的方法。仿真与实际信号分析证明了该方法的可行性。

旋转机械非稳定信号的伪转速跟踪阶比分析

旋转机械非稳定信号阶比分析技术 ,是旋转机械特征分析的重要内容。本文提出并介绍了用时频分析技术中的瞬时频率估计实现伪转速跟踪阶比分析的方法。和传统方法相比 ,本方法无需转速计和鉴相装置等辅助硬件手段 ,简化了阶比分析的实现。介绍了借助本方法实现的阶比谱、阶比谱阵和跟踪阶比谱等阶比分析技术的方法 ,并通过实际测试验证了其有效性。本方法是对已有方法的有力补充 ,特别适合虚拟测试仪器发展的要求。

基于独立分量分析与包络阶比分析的齿轮箱多振源特征提取

包络阶比分析是常用的旋转机械变速运行过程齿轮箱振动分析技术之一,但其易受干扰的影响而失效。独立分量分析是最近发展起来的一种混合信号按源分离方法,但其使用中通常要求传感器通道数目不少于独立振源数目,而齿轮箱中的独立振源数目一般并不能预先确定,因此直接应用独立分量分析方法往往并不能实现对混合信号的有效分离。针对该问题提出了一种基于独立分量分析技术的包络阶比分析方法,其首先利用包络提取实现对原信号中振源数的降维,然后对包络波形进行阶比跟踪等角度采样,对等角度采样信号应用独立分量分析进行按源分离和包络阶比分析,提取出各振源的振动特征。仿真和试验分析结果验证了本方法的有效性。

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的齿轮故障信号阶比分析

针对变转速齿轮箱故障振动信号调制边频带难以识别的问题,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的阶比分析方法。该方法先采用基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法对齿轮箱振动信号进行分解,提取齿轮的啮合分量与调制边频分量,由啮合分量的时频分布曲线得到瞬时转频估计,再基于获得的瞬时转频对啮合分量与调制边频分量之和进行等角度重采样,将非平稳的分量信号转化为平稳信号,对重采样后的信号进行阶比分析,诊断齿轮故障。与传统的直接对齿轮箱故障振动信号进行阶比分析的方法比较,结果表明,提出的基于多尺度线调频基稀疏信号分解的阶比分析方法抗噪性强,调制边频带识别效果好。仿真算例与应用实例验证了本方法的有效性。

基于阶比分析的风力发电机噪声音调判定

为了解决IEC 61400-11标准中基于窄带谱和心理学噪声的风力发电机组噪声音调判定方法在实际应用中出现的频率模糊现象,提出了一种基于阶比分析的改进音调判定方法,将非平稳信号的分析方法,特别是旋转机械振动特征分析方法引入噪声音调的判定过程当中。通过对现场实测信号的对比分析,发现改进的音调判定方法有效地解决了原方法中出现的频率模糊现象,具有一定的工程应用价值。

基于样条插值的计算阶比分析方法

转速跟踪分析方法可以有效的用于旋转设备变速过程的振动分析,计算阶比分析方法克服了传统的转速跟踪方法硬件结构复杂、成本高、精度差的缺陷,采用软件重采样的方法实现时域采样信号到角域采样信号的转变。文中给出了采用样条插值进行计算阶比分析的完整计算步骤,为计算阶比分析的重采样过程给出了完整的可行的方案,并最后给出了该方法对航空发动机变速过程的振动分析结果。

阶比分析技术的发展应用与展望

介绍阶比分析技术的有关概念和实现旋转机械阶比分析的技术发展,以及基于转速计及跟踪滤波器的阶比分析技术、基于转速计信号的计算阶比跟踪技术和无转速计计算阶比跟踪技术。对阶比分析技术的应用进行了介绍。

振动、噪声信号的阶比分析与DSP实现

介绍了阶次这一特征分量在机械故障诊断中的作用 ,及其原理和各种具体实现方法。在比较几种传统方法后 ,提出了采用高速数字信号处理器 DSP电路和插值算法来进行振动和噪声信号的提取 ,克服了基于锁相环电路的等转角采样方法跟踪精度低。

旋转机械阶比分析中的零相位跟踪滤波法

提出了一种用零相位数字滤波实现阶比跟踪滤波的新方法,与传统的以硬件实现的阶比跟踪滤波方法相比,该新方法有无需跟踪滤波硬件、用纯软件的方法实现和对原始采样信号不产生相位移动等优点。详细讨论了这一方法的理论依据和算法,在算法中提出了数据分段重叠滤波方法,有效地抑制了一般分段数字滤波产生的边缘效应。仿真试验和实际测试验证了方法的正确性和有效性。

基于组态技术的虚拟阶比分析仪开发及应用

针对传统虚拟仪器结构封闭、缺乏开放性和扩展性等问题,研究了基于组态软件技术的虚拟仪器开发模式,构建了该模式下的系统结构、双驱动运行机制及仪器系统的功能模型等内容;介绍旋转机械阶比分析的基本理论;建立基于瞬时频率估计的阶比分析基本功能包;开发了基于组态技术的可在线功能重构的虚拟式旋转机械阶比分析仪。对所开发的阶比分析仪进行了试验及现场验证,并与LabVIEW系统中的阶比分析工具进行了对比分析。结果表明,该仪器在提高扩展性和开放性的同时,使用简便,分析结果准确,实际应用性能优良。

基于阶比分析的电动机噪声自动检测系统研究

电动机的噪声、振动是其理想的质量控制参数,对这一指标的精确测试,是其质量控制的有效措施。论文提出一种基于计算机声卡的电动机噪声检测新方案。利用计算机声卡的A/D转换功能来采集电动机的噪声信号,应用阶比分析方法消除与回转频率无关的噪声干扰,提取与转速直接相关的周期信号,无需购买数据采集卡和建立噪声室,使用方便,降低了硬件成本。

基于阶比分析技术的燃气发生器转子支承松动故障诊断方法

振动特征分析是燃气发生器健康监测与故障诊断的重要手段,其中非平稳信号阶比分析技术是机械振动特征分析的重要方法。针对某型双转子燃气发生器变速工况下发生的转子支承松动故障,在分析该故障振动机理的基础上,介绍了阶比分析技术与发生器整机振动测试系统,通过实例分析进行了故障诊断,找到了故障发生的原因,验证了方法的有效性和可靠性。

阶比分析在矿井提升机齿轮箱故障诊断中的应用

矿井提升机在升降过程中,其齿轮箱工作于变工况状态,产生的振动信号存在严重的非平稳性。为了通过变工况振动信号对齿轮箱进行故障诊断,引入了阶比分析方法。在阶比分析中,首先采用齿轮箱高速轴自带的测速发电机实现了瞬时转频的测取,然后应用最小二乘法对瞬时转频进行拟合,进而计算出重采样时间序列,并运用三次样条曲线插值法对振动信号进行等间隔角域重采样,最后生成阶比谱图。实际测试信号分析表明,阶比分析方法能够提高变工况齿轮箱故障诊断的准确性,对于矿井提升机齿轮箱故障的及时发现、保障提升机安全可靠运行具有重要意义。

基于EEMD与HHT的无转速计阶比分析方法

为了更精确地检测双馈风力发电机组齿轮箱的故障,提出了一种改进的基于EEMD-HHT的无转速计阶比分析方法。采用EEMD方法对齿轮箱振动信号进行分解,并利用相关系数法提取敏感IMF分量,然后采用HHT法和Teager能量算子法联合对敏感IMF分量进行瞬时频率估计,利用瞬时频率拟合瞬时转速进而计算鉴相时标,将时域信号转换为角域信号进行故障分析。最后通过仿真信号分析以及工程实际应用证明了该方法在转速波动条件下具有良好的故障诊断效果。

基于阶比分析的转子系统油膜涡动故障诊断研究

针对转子升速过程中油膜涡动信号的非平稳特点,将阶比分析应用于油膜涡动故障诊断中。首先对转子升速时的振动信号进行时域采样,再对时域信号进行等角度采样,将其转化为角域平稳信号,然后对角域信号进行频谱分析识别油膜涡动故障频率。对实测油膜涡动信号分析表明,阶比分析能有效地避免传统频谱分析方法中的"频率模糊"现象,能够准确识别转子升速过程中油膜涡动故障频率。

基于阶比分析方法的变速箱齿轮故障诊断方法研究

针对经典的频谱分析方法对非稳态信号进行分析时存在着的问题,研究了阶比分析方法,并采用计算阶比跟踪方法实现了对非平稳信号的等角度采样,克服了传统傅里叶变换不能分析非稳态信号的不足。通过实验分析,证明该方法可以有效地避免"频率模糊"现象,该方法在处理非稳态转速信号时具有明显的优越性。

基于阶比分析与AR谱估计的发动机故障特征提取

提出了一种基于阶比分析和AR谱估计相结合的发动机故障诊断方法。在发动机急加速过程中拾取油底壳振动信号,将等时间间隔采样所得的非稳态信号按等角度间隔重采样,得到角域中的稳态信号,再进行AR谱估计,得到阶比AR谱。最后进行阶比带的谱幅值累加。结果表明,某些阶比带的谱幅累加值分别更明显地反映发动机曲轴轴承和连杆轴承的磨损故障特征。

基于梯度自适应窗宽在变速机械阶比分析中的应用

由于转速频繁的改变,变速旋转设备的故障诊断必须解决转速的跟踪技术。传统方法是利用激光传感器获取转速脉冲,而时频分析方法由于不需要硬件得到较快发展,但频率分辨率较低,分析过程中的窗宽是固定的,不能根据转速变化快慢改变窗宽。文中提出了一种梯度自适应窗宽阶比分析算法,根据信号的梯度变化来自适应地选择窗宽,可以跟踪到更加准确的转频成分,有利于阶比分析,仿真和实际故障齿轮信号表明此方法具有较好的实际应用效果。