基于全息谱的转子系统故障诊断分析
摘 要:在方程分析法相似原则的基础上,设计出大型汽轮发电机的模拟转子系统,用该转子系统对信号进行多通道采集,然后分别将采集信号的水平和垂直幅频图进行分解,分解后按不同阶次进行组合得到二维和三维全息谱图,对
得到的全息谱图进行分析,从而达到对系统进行故障诊断的目的,分析结果令人满意。可见,全息谱图可以丰富旋转机械故障诊断系统知识库中的振动特征信息,对于更准确地诊断发电设备中的故障具有一定意义。
关键词:汽轮发电机;全息谱;旋转机械;故障诊断
机械设备中大部分是旋转机械,它覆盖着动力、电力、化工、冶金及机械制造等重要领域,是工厂的关键设备,而转子系统则是旋转机械的重中之重部件,其工况不仅影响机器设备本身的运行,而且还会给后续生产造成损失,严重时将会对国民经济造成重大损失,甚至导致机毁人亡事故。为保证机组安全运行,降低机组维修费用和提高机组利用率,大型旋转机械故障诊断的研究受到了研究者和工业部门的重视[1-5]。
目前国外对大型旋转机械比较广泛应用的监测方法仍然是FFT幅值谱、轴心轨迹、瀑布图、趋势图等[8]。
上述方法的缺点是分析结果不直观;幅值谱和相位谱分离;相位谱误差太大;孤立考虑转子在垂直和水平方向的振动;时域中,轴心轨迹受很大噪声干扰;复杂轨迹,不能提取故障特征等[9-10]。而全息谱能够很好地反映转子一个支承面的振动情况,精确又直观。
1 全息谱介绍
全息谱是从傅里叶谱的基础上发展获得的。将傅里叶谱在频域中按一定规则合成,就可以获得二维、三维全息谱。也就是说,全息谱是一种将机组的振动信号在完成频域转换后,进一步将频域上的谱线加以集成而形成的谱图或轴心轨迹。因此,它是一种在频域中融合信息的方法,处理对象主要是平稳信号[10]。
1·1 二维全息谱提供的转子振动信息
二维全息谱不但提供了转子振动信息的幅值,而且也反映了它们之间的相位关系,是幅、频、相的有机结合和高度综合,具体提供了转子振动的下列信息:
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基于全息谱的转子系统故障诊断分析.caj
