基于小波奇异值分析的汽轮机碰磨特征提取.pdf

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1、第33卷第3期动力工程学报V。1．33No．32013年3月JournalofChineseSocietyofPowerEngineeringMar．2013文章编号：1674—7607(2013)030184—05中图分类号：TM621文献标志码：A学科分类号：470．30基于小波奇异值分析的汽轮机碰磨特征提取胡三高，安宏文，马志勇，柳亦兵，滕伟(华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京102206)摘要：针对汽轮机碰磨故障产生的轴系振动的微弱冲击信号，通过小波变换对测量信号进行滤波处理，在特定的尺度上提取碰磨产生的瞬时冲击成分，并对

2、该冲击成分进行希尔伯特解调分析，用瞬时冲击信号的幅值包络反映信号在碰磨故障作用下产生的突变．对幅值包络信号进行小波奇异值检测，从而确定碰磨故障引起的信号突变点位置和持续作用时间．以某核电汽轮机组实际振动监测信号为例进行了分析，结果表明：采用小波奇异值检测方法对碰磨引起的突变信息进行检测，可以明显改善微弱碰磨故障特征的提取效果．关键词：汽轮机；碰磨故障；奇异值检测；小波模极大值；李普西兹指数FeatureExtractionofRubbingFaultforSteamTurbinesBasedonWaveletSingularityAna

3、lysisHUSan—gao，ANHong一7．uen，MAZhi-yong，LIUYi—bing，TENGWei(SchoolofEnergy，PowerandMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Aimingattheweakimpactsignalproducedbyrubbingfaultofsteamturbines，thelocationandduractionofthesignalsingul

4、arityweredeterminedbyconductingfilteringprocesstothemeasuredsignalthroughwavelettransformation。extractingthetransientimpactcomponentonaspecificscale，carryingoutHilbertdemodulationanalysistotheimpactcomponent，envelopingthesingularityofthereflectionsingalundertheactionofru

5、bbingfaultwiththeamplitudeoftransientimpactsingal，andconductingwaveletsingularitydetectiontotheamplitude--envelopedsingal．Ananalysiswasmadetoanuclearpowerturbineunitusingactualmeasurementsofvibrationsignal．Resultsshowthatthefeatureextractionofslightrubbingfaultcanbeeffec

6、tivelyimprovedbydetectingitsabruptinformationusingwaveletsingulari—tyanalysis．Keywords：steamturbine；rubbingfault；singularityvaluedetection；waveletmodulusmaximal；Lipschitzexponent在机械设备故障诊断中，振动信号的突变部分往往包含丰富的故障信息，如零部件之间的变形、碰撞、摩擦和破损等．信号的突变程度常用奇异性来描述，因此突变检测可以归结为信号的奇异性检测问题．Mal

7、lat等Ⅲ系统研究了小波变换与信号奇异性的关系，提出了基于小波变换的信号奇异值检测方收稿日期：2012一05一03基金项目：国家高技术研究发展计划项目(863项目)(2008AA042410)作者简介：胡置高(1963一)，男，安徽青阳人．教授．博士．研究方向为：发电厂系统及设备．电话(Tel．)：010—61772688E—mail：sghu@ncepu．edu．cn．第3期胡三高。等：基于小波奇异值分析的汽轮机碰磨特征提取·185·法，该方法已广泛应用于各种机械设备的故障诊断中㈦：．动、静部件之间的碰磨是旋转机械的常见故障．随着火电

8、机组的大型化，碰磨故障造成的危害日益受到重视．对碰磨的转子动力学理论及检测技术的研究一直非常活跃．轴振监测是汽轮发电机组监测与保护的主要手段，通过对轴振信号的分析，可以有效诊断转子的不平衡、不对中以及油膜震