小波包分解在發(fā)電機組轉(zhuǎn)子振動故障診斷中的應(yīng)用研究

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1、發(fā)電設(shè)備(2010No．1)小波包分解往發(fā)電機組轉(zhuǎn)子振動故障診斷中的應(yīng)用研究小波包分解在發(fā)電機組轉(zhuǎn)子振動故障診斷中的應(yīng)用研究劉明利，傅行軍，李艷(東南大學(xué)火電機組振動國家工程研究中心，南京210096)摘要：為研究發(fā)電機組轉(zhuǎn)子振動問題，從轉(zhuǎn)子實驗臺上得到幾種典型振動信號，分別進行了小波包分解和能量特征提??；并與海南某電廠燃氣輪發(fā)電機組的現(xiàn)場振動信號進行了對比和研究。結(jié)果表明，小波包分析在發(fā)電機組振動故障診斷中能較好地識別故障類型。關(guān)鍵詞：發(fā)電機組；轉(zhuǎn)子振動；故障診斷；小波包分析中圖分類號：TK267文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671—086X(2010)Ol一0030—03Ap

2、plicationResearchofWaveletPacketAnalysisinFaultDiagnosisofRotorVibrationforPowerUnitsLIUMing-li。FUXing·jun，LIYan(NationalEngineeringResearchCenterofVibrationforThermalPowerUnit，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Inordertoresearchtheproblemofrotorvibrationinpowerunit，severaltyp

3、icalvibrationsignalisreceivedfromexperimenttableofrotor，thewaveletpacketanalysisanddistillofenergycharacterseparatelyarecarriedout，yetcomparedandresearchedwiththesitevibrationsignalofgasturbinepowerunitinsomepowerplantofHainan．Theresultindicatesthatthewaveletpacketanalysiscanbetteridentifyt

4、hefaulttypeinfaultdiagnosisofvibrationforpowerunit．Keywords：powerunit；rotorvibration；faultdiagnosis；waveletpacketanalysis小波變換理論克服了傳統(tǒng)傅立葉分析不能小波變換中沒有細分的高頻部分做進一步分解，同時進行時間、頻域分析的不足，解決了時間和從而提高時頻分辨率_2]。因此，小波包分析具有頻率分辨率的矛盾，成為信號分析和處理領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用價值。不同的故障信號，其在不同內(nèi)強有力的工具¨】一。然而對振動信號進行小波頻域段內(nèi)能量必然發(fā)生變化。借助小波包可以分析時，

5、往往只對上層分解結(jié)果中的低頻部分將待分析信號細分到不同頻段，進而可以求出各加以分析，而忽略其高頻部分，但是待分析信號個頻段內(nèi)對應(yīng)能量的大小，即反映出故障的一般都處在一個確定有限的頻域范圍，故障信特征。息可能隱藏在高頻部分，忽略高頻部分就意味關(guān)于振動信號的小波包分解與特征提取可著可能無法將故障信息提取出來或者說丟失了見參考文獻[-3-]。故障信息。l轉(zhuǎn)子振動實驗與研究小波包分析能夠為信號提供比小波分析更精細的分析方法，是將頻帶進行多層次劃分，對本實驗采用轉(zhuǎn)子實驗臺模擬，振動裝置是由收稿日期：2009—06一l6基金項目：863項目資助(編號：2007AAO4Z4OO)作者簡介：

6、劉明利(1983一)，男，在讀碩士生，主要從事發(fā)電機組振動故障診斷。E—mail：lumingli007@163．com小波包分解在發(fā)電機組轉(zhuǎn)子振動故障診斷中的應(yīng)用研究發(fā)電設(shè)備(2010No．1)東南大學(xué)生產(chǎn)的ZT-3型轉(zhuǎn)子振動模擬試驗臺，可有效地模擬不平衡、軸線不對中和碰摩等故障。此次實驗中，首先對轉(zhuǎn)子運行過程中的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡采集存儲，然后利用Matlab軟件進行分析計算。振動信號的采集為同步整周期采澀樣，采樣參數(shù)為：每周期采樣點數(shù)為128個，采集的周期個數(shù)為8個，總采樣點數(shù)為1024個。本次實驗以轉(zhuǎn)子的三種振動故障狀態(tài)不平衡、不對中、碰摩為例進行研究分析，見圖1～圖

7、7。圖6不對中信號在各頻段的能量分布圖輟潮O(jiān)OOOOOOO001111lOOOO08642086420圖1轉(zhuǎn)子模擬實驗臺12345678采樣頻段主一圖7碰摩信號在各頻段的能量分布從上述圖中可以看到，三種不同的振動故障在能量分布上具有不同分布特征。2現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析主一匝砸2009年1月，海南某電廠13號燃氣輪發(fā)電機組大修后，振動值一直偏大，使之不能正常運圖3不對中振動信號行。對現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)進行采集和分析后，認為燃主一i氣輪機透平端是由于膨脹不暢造成了局部碰摩，而發(fā)電機端的振動值偏大主要是由于質(zhì)量不平衡引起的