LabVIEW在电机振动故障诊断中的应用

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1、状态监测与诊断技术中国设备工程!""#$!"文章编号：!(9!,*9!!（"**+）!",**++,*)!"#$%&’在电机振动故障诊断中的应用沈申生，华亮（南通大学，江苏南通""(**9）摘要：基于/012.34的小波包理论和能量谱应用于电机振动故障诊断是一种新的尝试，具有良好的应用前景。在时域范围内，故障振动信号幅值虽有变化，但难以确定电机故障程度。用小波包对振动信号分解，得到能量特征值，能有效地判断电机振动故障类型和程度。关键词：/012.34；小波包；能量中图分类号：>&)*9文献标识码：J从表象来说，电机的振动只是

2、一种简单的物理的全频段正交分解，提高信号在频域中的分辨率，现象，实际却蕴含着丰富的信息特征熵，其中包括不仅可以看到信号的概貌，也可以看到细节，在分电机的振动故障向量。电机故障诊断的传统方法是析处理时能方便地提取信号特征。小波包分解后信借助频谱仪分析信号的频谱图，但仅适用于平稳信号的时域分辨率降低，用重构算法可以提高时域分号，且信号特征需明显。而对于离散细微、特征量辨率。小波包分解和重构信号时无冗余、无泄漏，微弱的故障信号却难以辨识，所以无法及时发现电信息量是完整的。图!是小波包的三层分解，以二机的早期隐患。应用美国-.公司/

3、012.34开发平叉树方式分布。图中（!，"）表示第!层第"个节台的小波包理论和能量谱构建虚拟仪器，通过56点，其中!7*，!，"，)；"7*，!，"，)，+，8，(，机屏幕展示特征波形以及故障频率段的能量，可使9，每个节点代表一个小波包，#（*，*）表示原始细微故障的特征量得以辨识，从而确定电机故障类信号。以上为了分析简便，只对小波包进行三层分型和损坏程度。解，在实际操作时，为了更迅速、准确地寻找故障一、基于!"#$%&’的小波包理论和能量谱点，小波包分解可以通过/012.34的图形化程序!%基于/012.34平台的小波包

4、理论设定8层)"个频率段，即)"个小波包，这样频率小波算法是一种时频分析方法，广泛应用于信段更精细化，捕捉故障的特征性越发便捷精确。号分析和图像处理等领域。小波包分解可以对信号#（*，*）#（!，*）#（!，!）#（"，*）#（"，!）#（"，"）#（"，)）#（)，*）#（)，!）#（)，"）#（)，)）#（)，+）#（)，8）#（)，(）#（)，9）监测系统集中了国内外在线监测系统的优点，具有成本低、开发周期短等优点，是比较适合国内石化图!小波包的三层分解企业及其他流程工业的实用在线监测系统。/012.34是一种非常优秀

5、的图形化编程语言，参考文献：不但具有一般的数学运算与逻辑运算功能，还携带#!$李方泽，刘馥清，王正%工程振动测试与分析#&$%高等教育数据采集和仪器控制的库函数和开发工具以及数学出版社，!’’"%分析程序包，可以满足复杂的工程计算和分析要#"$黄文虎，夏松波，刘瑞岩等%设备故障诊断原理、技术及应用求。/012.34环境下开发的程序称为虚拟仪器2.，#&$%科学出版社，!’’(%使用小波包分析和能量谱2.组合成电机振动故障#)$李葆文，张翠凤，王胜%机电设备诊断原理与技术#&$%华南检测系统，运用此类虚拟仪器诊断电机的振动故障

6、理工大学出版社，!’’(%是一种新的尝试。/012.34的小波包分析使用40:;<;=>?0@ABC?DE0F1;GHI;A+2.的E0F1;GHI;A+函收稿日期："**+,!*,*’数，以点积的方法求出小波包变换。-.公司还有((!"#$%&’%$()$*#$))+#$*中国设备工程!""#$!"状态监测与诊断技术#$%&%’()*+,-..$%&/++(.-0软件，它包含小波和滤波布相同，当电机发生故障后，其振动特性发生显著器设计组件；同时1’23456还具有强大的接口能变化，在不同频率段的振动信号衰减或增强各异，力，

7、通过程序接口也可以调用78/189的应用程所以不同频率段振动信号的能量随之改变，或减小序。78/189小波包分析和神经网络等算法使或增大，"7个小波包内隐含着丰富的故障特征信1’23456对大量复杂的数据处理变得精确又快捷。息。1’23456的CC/:34和D+EF(-G/+)+(’*:34计上述软件均能分解电机的振动信号，分解层数自由算各频率段的信号能量，用正常电机振动信号能量设定，重构信号可以观察相应层信号的细节，大大的特征值为样本，故障电机每个小波包的能量分别提高了信号的时域分辨率。与之比对，以此获得相关故障特征量所在

8、的频段。":基于1’23456平台的信号能量谱为了提高故障频率段的时域分辨率，重构频率段的1’23456的开发环境中，信号能量在时域和信号就可以再现该频段内信号的时域振动形式，方频域内都可以计算，根据泊斯瓦尔定律，同一信号便地辨识电机的故障类型；从式（!）、（"）知，在两种区域内的能量是相