谐波小波分析在旋转机械故障诊断信号处理中的应用

由于旋转机械运转时多变的工况及复杂的流场，常常无法避免的加工缺陷以及转子-轴承系统中多种非线性因素的存在，往往导致其振动信号表现出较强的非平稳特性。对于非平稳信号的分析，传统的傅立叶变换在做变换时丢掉了时间信息，无法根据傅立叶变换的结果判断一个特定的信号是什么时候发生的。由剑桥大学的D．E．Newland提出的谐波小波具有明确的表达式和准确的箱函数形式的谱图，它对信号存在的奇异成分非常敏感，并且算法实现简单。本文模拟了旋转机械中常见的非平稳信号，并利用谐波小波分析了其信号的奇异性。     

发电机定子线棒结构动特性分析与研究

在对线棒进行结构动特性分析的基础上,提出了利用锤击激振测试线棒结构固有特性的方法。现场实测表明,该方法测发电机定子线棒固频既可靠又方便,是一种有效的方法。     

气隙静态偏心与定子短路复合故障对发电机定子振动特性的影响

分析了汽轮发电机在正常运行、气隙静态偏心故障、定子匝间短路故障、气隙静态偏心与定子匝间短路复合故障下的定子径向振动特性,以及各故障参数发展对定子振动特性的影响。首先对各情况下的气隙磁密进行了推导,得到引发定子振动的单位面积磁拉力表达式。然后分析了复合故障下定子径向振动特性及其与对应故障参数的变化关系。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机的定子振动数据,结果与理论分析基本吻合。研究表明,正常情况和气隙静态偏心故障下发电机定子只有二倍频振动,但静偏心对应的二倍频振动幅值较正常情况要大;定子短路故障与复合故障下发电机定子都将产生二倍频、四倍频与六倍频径向振动,但复合故障所对应的振动幅值较大;复合故障下随着定子短路或气隙静态偏心程度的加剧,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频与六倍频振动幅值均将增大;随着电机励磁电流的增大,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频振动将增大,而六倍频振动则基本不变。     

旋转机械振动信号形态滤波器的设计与分析

对实测采样振动信号的滤波处理,验证了形态滤波器在抑制信号干扰、保留信号原有特征方面的作用。定量分析了形态滤波器设计中结构元素的形状、宽度、幅值等因素对形态滤波器性能的影响程度以及振动信号的采样频率对结构元素尺寸的影响,并根据数据分析结果得出了在对旋转机械振动信号进行降噪滤波处理时,形态滤波器中结构元素的形状及尺寸的一般设计规律。     

基于定子振动特性的汽轮发电机气隙偏心故障程度鉴定方法研究

本文提出了一种应用汽轮发电机定子通频振动烈度与特定频率成分振动幅值比对来鉴定气隙偏心故障程度的方法。首先对发电机定转子振动影响因素进行了对比分析,得出定子振动主要受气隙偏心等影响气隙磁密的故障影响,论证了所提方法的可行性。然后推导分析了偏心故障前后电机定子的振动特性变化,给出了偏心故障程度的具体鉴定计算方法。最后在SDF-9故障模拟发电机上进行了实验验证。结果表明,本文所提方法能在整体上较为客观地鉴定出发电机的偏心故障程度,为发电机故障程度的鉴定提供了新的思路,具备参考价值和积极意义。     

定子匝间短路对发电机并联支路环流特性的影响

分析了汽轮发电机定子匝间短路故障下的并联支路环流特性,以及故障参数发展对环流特性的影响。对故障时的气隙磁密进行了推导,得到两条并联支路电势差表达式,分3种情况对并联支路的环流特性进行了分析。分析了短路程度加剧、两条支路有效匝数差增大、励磁电流增大等故障参数发展对环流特性的影响。实测了SDF-9型故障模拟发电机在3种不同匝间短路情况下的环流信号,实验结果与理论分析基本吻合。研究表明,当单条支路短路或两条支路不对称短路时,并联支路内部将产生基波与三次谐波环流,且环流数值将随短路不对称程度加剧或励磁电流增大而增大;当两条支路对称短路时,并联支路内部不产生环流,且不论短路如何发展、励磁电流如何增大,环流数值不变。     

智能PID控制综述

在复杂工业控制系统中应用传统PID控制存在一定的局限性,在这种情况下,科技人员以传统PID控制为核心,应用智能控制技术,研制了智能PID控制器,从而有效改善传统PID控制器的特性,提高系统的控制效果。本文主要介绍了专家PID控制、模糊PID控制、神经网络PID控制和智能PID自学习控制等目前常见的几种智能PID控制器。     

偏心量对转子-轴承-密封耦合系统非线性振动特性影响的分析

转子偏心量是直接关系转子系统运行稳定性的一个重要因素,将迷宫密封力模型和capone圆轴承非线性油膜力模型相结合,建立了具有非线性转子-轴承-密封耦合系统的动力学模型,研究了转子-轴承-密封耦合系统在不同的偏心量下的非线性动力学行为。针对转速对耦合系统动态响应进行了仿真计算,给出了四个不同转子偏心量下系统轴颈和圆盘随转速变化的响应分叉图,以及典型转速下的Poincare截面图。研究发现随着不平衡量增加,系统出现了混沌运动,但在较大不平衡量时,随着转速的增加,系统在混沌运动后最终呈现同频周期运动,这表明较大的不平衡量反而有助于增加系统稳定的作用。还给出了系统在特定转速下偏心量变化影响下的分岔图,并分析了变化的平衡量下系统对应着复杂的非线性运动。数值计算表明,转子转速、偏心量都是影响系统动力学行为的重要因素,随着转速和偏心量的变化,系统呈现单周期运动、拟周期运动、混沌运动等复杂的动力学行为,具有很强的非线性特征。并且这些结果为实验中偏心量的选择提供了有利的依据。     

转子动静碰摩故障仿真与试验研究

针对转子碰摩的特点，建立了以刚度为分段线性的Jeffcott转子模型，并对此模型进行了仿真计算，结果表明：转速低于临界转速时系统存在高阶倍频成分；转速超过一阶临界转速后系统中出现分频振动成分；当转速接近临界转速的整数倍时，该转速频率的幅值显著增大。按照转子碰摩模型，建立了转子碰摩故障试验系统，进行了转子碰摩故障模拟试验，采集了比较有代表性的碰摩样本数据，并得到每个状态下的频谱图和轴心轨迹图。试验分析与基于碰摩力模型的仿真分析结果一致，此研究对及时准确地诊断和预报旋转机械转子早期动静碰摩故障具有非常重要的意义。