基于支持向量机的旋转机械故障诊断。

把支持向量机应用于诊断旋转机械不平衡和转静碰摩故障,利用转子故障实验器分别对多项式和径向基核函数进行了实验比较,选取了不同振动参数作为特征量输入支持向量机进行学习和测试。结果表明,两种不同核函数的支持向量机在各种条件下所获得的最优故障诊断准确率很接近。这说明支持向量机的性能对结构(核函数)的依赖性很小,便于在工程中应用,但特征量的选取对故障诊断准确率影响很大。对于诊断不平衡和转静碰摩故障,一、二和三阶正、反进动量是最适合的故障诊断特征量。用正、反进动量构造出SV-进动图,可明确、形象地显示故障分类面,有助于诊断故障。

缘板干摩擦阻尼器叶片减振实验研究

为了减小叶片振动,在叶片缘板部位设置干摩擦阻尼器,以引入外加阻尼。本文介绍缘板干摩擦阻尼器叶片减振实验研究方法;针对带阻尼器的单叶片、双叶片,在3种激振力、9种正压力情况下,进行1阶弯曲、1阶扭转、2阶弯曲强迫振动实验;对试验结果进行分析,获得阻尼器对不同振型下振动响应和谐振频率的基本影响规律。实验结果表明:干摩擦阻尼器对1阶弯曲、1阶扭转振动有一定的减振效果;对2阶弯曲振动没有减振作用。

弹性支承干摩擦阻尼器减振实验研究

建立了弹性支承干摩擦阻尼器实验装置,验证了弹支干摩擦阻尼器的可行性和有效性。干摩擦阻尼器由弹性支承、两个摩片、弹簧以及固定支承组成。摩片之一固定在弹性支承的一端,另一摩片置于固定支承,通过弹簧压紧。摩片之间通过弹簧提供压紧力保持接触。弹性支承内有一轴承,支持转子的一端。干摩擦阻尼器工作方式如下,如果转子不振动,弹性支承静止,所以摩片之间没有相对位移,也就不产生摩擦;如果转子振动,弹性支承端面的摩片与固定支座上的摩片之间产生相对位移,这样两摩片之间的摩擦将为转子系统提供阻尼。实验结果证明干摩擦阻尼器可以明显地降低通过临界转速时的转子振动,它是一种用于转子系统的新型的有前途的阻尼器。

转子现场动平衡技术研究

根据现场动平衡的实践,建立了保留试重以及轴弯曲时的转子动平衡算法,讨论了平衡面线性相关问题,并给出了检验方法。对需经常平衡的机器,提出了存贮、重用和平均影响系数矩阵的建议。总结出了无试重一次平衡成功的经验,并成功地对某钢厂除尘风机进行了平衡。

麦康600kW风力机现场动平衡研究

分析了风力机质量不平衡的产生机理及带来的后果,设计了风力机专用平衡带,提出了风力机现场动平衡的方法,并对内蒙古辉腾锡勒风场麦康(Micon)600kW风力机成功地进行了现场动平衡。平衡结果表明,所设计的风力机专用平衡带能够满足风力机现场动平衡的要求,具有工程应用价值,平衡后的风力机整机径向水平振动幅值比平衡前明显减小,充分证明了现场动平衡对风力机的重要性。

基于加速度传感器测量扭振方法的研究

介绍一种把加速度传感器直接安装在转子上,在旋转坐标系下测量转子扭振的测量方法。简述其实现原理,设计利用单盘转子产生扭振的实验装置,并进行实验。实验结果与位移传感器测量结果进行比较,表明该方法可以测量小幅值的扭转振动,且具有较高的精度。在旋转状态下进行齿轮实验装置的测试,同样得到与已知故障特征一致的扭振信号。

基于旋转坐标系转轴振动信号的滚动轴承故障诊断方法

实验验证了基于旋转坐标系转轴振动信号的滚动轴承局部故障诊断方法.建立起滚动轴承故障实验台,采用压电晶体加速度传感器测取转轴的振动.通过滚动轴承内环、外环、滚动体和保持架四种典型故障的实验分析结果,证明了该方法的可行性,并发现转轴振动信号的传递路径相对简单,对轴承内环、滚动体和保持架早期微小故障的发现与诊断可能是有利的.

大尺寸风力机叶片流固耦合特性研究

随着大型风力机叶片尺寸增大,其柔性也越来越大,在运行中更容易出现大变形现象,进而导致叶片结构的几何非线性变形、流体的非定常特性以及独特的流固耦合现象,需要采用更准确的模型进行分析。该文采用基于几何精确梁方法和自由涡尾迹方法的流固耦合模型,研究了大尺寸叶片的耦合特性。针对叶片柔性变大、质量变轻的特点,分别采用缩小叶片刚度和质量的方法,研究叶片大变形和质量变轻对耦合响应的影响,结果表明刚度降低会大幅增大叶片变形和载荷,而质量降低对叶片变形和载荷的影响并不明显。当刚度和质量同时降低时,叶片在叶轮平面外变形量大幅增加,使叶轮功率下降。对叶片尺寸变大带来的影响也进行了研究,发现大尺寸叶片的根部应力和载荷波动会较明显高于小尺寸叶片。

风力机现场动平衡的信号预处理方法研究

针对风力机现场动平衡中叶轮转速波动的工况特点,提出一种依据转速信号对振动信号进行整周期截取合并的信号预处理方法。此方法解决动平衡中振动幅值和相位的跳动问题,提高配重计算的稳定性和准确性。利用Lab Windows/CVI设计出基于此方法的动平衡数据采集处理软件,采用多线程技术对软件整体架构进行设计,提高软件的实时性与可靠性。经外场实测验证,该方法提高现场动平衡的效率,具有一定的工程应用价值。

转子特性参数估计和实验研究

建立了升速过程多点预估临界转速和阻尼比的最小二乘优化方法 ,减弱了测量误差和噪声的影响而且计及了支承刚度的各向异性。利用转子升速至 80 %～ 90 %临界转速之前的数据就可估计出转子的临界转速、阻尼比和不平衡响应。现场实验数据验证结果表明 ,本文建立的方法是有效的。

Mann风湍流模型研究及修正

湍流是风的特性之一,也是风力机动载荷的主要来源。国际标准IEC-61400-1中推荐使用Mann风湍流模型模拟脉动风速。Mann模型涉及的理论非常复杂,一般的设计人员难于理解,应用时也难于入手。为此,本文以文献[3,7]为基础,对Mann风湍流模型进行了详细推导,重点阐述了该模型理论上的简化。发现了文献[3,7]中参数ζ1和ζ2表达式不准确,本文提出了其修正表达式,对比显示修正后的参数大幅提高了风功率谱低频范围的模拟精度。利用改进后的参数模拟Kaimal经验风谱,以谱理论为准则,讨论了空间点数对数值模拟脉动风速的影响,得到了模拟各个风速分量时空间点数的推荐值。利用空间点数的推荐值,得到了空间三维脉动风速。

主动式弹支干摩擦阻尼器控制转子振动的实验

设计了一种主动控制式弹支干摩擦阻尼器.实验研究了该主动控制式弹支干摩擦阻尼器对转子减振的效果.实验发现,通过选择合适的控制方案,主动式弹支干摩擦阻尼器能够对转子振动进行有效控制,减振效果明显.另外,实验表明,主动控制式弹支干摩擦阻尼器结构简单,易于施加控制,功耗小,将是一种很有应用前景的转子主动减振结构.

风切变对风力机功率的影响

风切变是风的典型特征之一.在风场建设和风力机设计与安装时,风切变的因素往往被忽略,从而造成风力机的功率损失.为此,基于对数律分布的风切变模型,以真实的风场情况为例,模拟风切变状态和额定功率为1.5 MW的风力机,就风切变对风力机功率的影响进行了详细的研究.结果表明,风切变引起的风力机总功率损失由风场风含功率损失和风力机设计功率损失两部分构成.提出了对应于由风切变所引起的影响的解决方案,可为风场的建设和风力机的设计与安装提供参考.

风力发电机组的不对中故障分析

实际中存在若干因素会导致风力发电机组传动系统不对中。不对中会产生动载荷,引起机组振动,将会严重影响传动系统的可靠性,是造成齿轮和轴承损坏的主要原因之一。笔者剖析了风力发电机组传动系统不对中的原因,分析了齿轮箱高速端和发电机之间不对中所产生的动载荷及其所引起的机组振动,比较了发电机轴承和齿轮箱轴承所承受的载荷。结果表明:不对中产生的动载荷不仅与转速相关,而且还随风速波动而变化,在齿轮箱轴承和发电机轴承上产生较大的动载荷。

航空发动机转子扭振测量新方法

利用航空发动机已有的测速齿盘、传感器等装置,研究了一种非接触式的航空发动机转子扭振测量新方法。该方法根据扭转振动将引起测速脉冲信号宽度发生变化,造成转子转速瞬时波动的原理,监测转子是否发生扭振。通过实验和数值仿真对其进行了验证。结果表明,该方法可以监测由于扭振引起的转速波动,实现对转子扭振的测量。

风力机偏航引起的失稳振动

根据风力机偏航系统的结构和偏航原理,建立塔架扭转振动的模型。基于塔架扭振运动方程,引入摩擦失稳因子,得出失稳条件。对滑动摩擦型偏航系统和带滚动轴承的偏航系统进行了分析,揭示了所观测到的振动现象可能为塔架扭振失稳,解释了失稳的机理,并根据实际风力机的数据进行了仿真检验。结果证明,滑动摩擦型偏航系统工作时,确有可能引起塔架扭振失稳。适当减小刹车块调节螺栓的锁紧力矩,可消除这种振动故障。

振动信号频域积分的滤波修正算法

机械故障诊断中,通过振动信号的软件积分可以实现振动加速度、速度信号向位移信号的转换。为了消除信号中噪声对软件积分结果的影响,分析了软件积分在振动信号积分中趋势项产生的原因,提出了基于传感器低频滤波与阀值滤波修正的频域积分算法。方法简单实用,消除了软件积分结果中的摆动趋势。数值仿真结果与实测结果表明,方法抗噪声能力强,具有很好的精度和通用性,目前已经应用于旋转机械状态监测与故障诊断系统中,为判断机组运行状态提供了很好的依据。

转子进动分析的4个定理

建立4个关于转子进动的定理.定理1为转子进动圆的面积定理;定理2为转子进动圆的周长定理;定理3和4则描述了转子上的作用力及其所作的功与转子进动的关系.应用上述定理,对不平衡力、阻尼力和反对称交叉刚度产生的弹性力所做的功进行了分析.所得结论与经典理论一致.但发现,当ωy<Ω<ωx时,由于|r-|>|r+|,反对称交叉刚度产生的弹性力做负功,W<0.这种情况下,反对称交叉刚度为镇定因素,有利于抑制反进动失稳.

转子在临界转速点的振动和阻尼比的估计方法

以单盘对称转子模型为分析对象,分析转子在临界转速点时的振动,导出共振过程的数学模型。提出了两种识别转子阻尼比的新方法:a.利用衰减自由振动信号,构造关于其包络的误差函数,通过迭代法使误差函数达到最小来估计阻尼比,该方法相比对数衰减率法可以更加准确地估计转子的阻尼比;b.利用幅频曲线识别转子阻尼比,即根据转子实测的增减速过程振动数据,利用最小二乘法预估阻尼比的初值,再利用寻优法确定转子的阻尼比。通过试验检验,证明这两种估计阻尼比的方法能够较有效地解决阻尼比估计不准的实际问题。

风力机叶片气动设计及偏载计算

风力发电机组叶片的气动特性直接影响到机组效率,考虑了风力机叶片气动损失,运用Schmitz方法对1MW定桨风力发电机组的叶片进行了气动设计。叶片从叶根到叶尖采用了不同翼型,以满足叶片强度和气动性能的要求。不同翼型之间采用了3次样条插值后的过渡翼型,同时叶根和叶尖也进行了处理,以满足工艺和实际的要求。在所设计的风力机叶片的基础上,计算了风力机的偏载特性,由于风力机起动与空载时,Schmitz方法误差较大,该文采用了Schmitz理论的扩展算法来计算风力机的偏载特性。设计结果表明,基于Schmitz理论设计的多翼型风力机叶片考虑了叶片的损失,方法简单,计算出来的叶片弦长和扭角符合实际叶片的规律。采用了扩展算法后的偏载特性曲线,考虑了各种损失,与实际风力机表现的特性规律相符。