[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)頻譜峰與電流極差聯(lián)合推斷軸流風(fēng)機故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110450384.7
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113189483B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷亞國;王文廷;邢賽博;李乃鵬;楊彬;王彪;姜鑫偉;李熹偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R31/52;G01M13/045;G01M13/04;G01M13/00;G01M1/14;G01M1/22;G01R29/16
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種轉(zhuǎn)頻譜峰與電流極差聯(lián)合推斷軸流風(fēng)機故障診斷方法，首先采集軸流風(fēng)機的振動信號和三相電流信號；通過分析軸流風(fēng)機異常情況下振動信號和三相電流信號的特點，針對振動信號構(gòu)建了無量綱轉(zhuǎn)頻譜峰值指標(biāo)和無量綱倍頻譜峰值指標(biāo)，之后針對三相電流信號分別構(gòu)建了極小有效值指標(biāo)、有效值極差值指標(biāo)及小波頻譜極差值指標(biāo)；基于上述指標(biāo)，通過給定相應(yīng)閾值，進(jìn)行聯(lián)合推斷，實現(xiàn)軸流風(fēng)機的自動故障診斷；本發(fā)明克服了傳統(tǒng)方法費時費力且難以有效解決問題的缺點，可以對不同轉(zhuǎn)速下的異常軸流風(fēng)機進(jìn)行自動故障診斷，提高軸流風(fēng)機故障診斷的準(zhǔn)確性和實時性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軸流風(fēng)機故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)頻譜峰與電流極差聯(lián)合推斷軸流風(fēng)機故障診斷方法。

背景技術(shù)

軸流風(fēng)機通常由電機、葉輪葉片和機殼構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡單、功耗較低、噪聲較小且安裝方便，故常用于民用建筑、工廠、地鐵等場所的通風(fēng)換氣，也廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備的散熱降溫。由于軸流風(fēng)機常在高轉(zhuǎn)速條件下工作，隨著服役時間的增長，其內(nèi)部可能出現(xiàn)一些故障，如果對軸流風(fēng)機異常現(xiàn)象不加以重視，則易引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，故亟需研究有效可靠的軸流風(fēng)機故障診斷方法。

軸流風(fēng)機一般采用電機直連葉輪的結(jié)構(gòu)，因此其故障類型主要包括葉輪葉片故障、電氣故障、電機轉(zhuǎn)子故障及電機軸承故障。近年來，人們常在軸流風(fēng)機上布置電流和振動傳感器以監(jiān)測其運行狀態(tài)，若監(jiān)測狀態(tài)出現(xiàn)異常，維護(hù)人員通常需要整機拆解以定位故障，或根據(jù)經(jīng)驗知識判斷故障類型。然而，上述方法需要人為判斷，費時費力且難以有效解決問題。因此，通過利用電流和振動傳感器的監(jiān)測信息，對異常軸流風(fēng)機進(jìn)行實時的自動故障診斷，及時確定故障類型及故障位置，可以為軸流風(fēng)機的運行維護(hù)提供科學(xué)有效的指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種轉(zhuǎn)頻譜峰與電流極差聯(lián)合推斷軸流風(fēng)機故障診斷方法，提高軸流風(fēng)機故障診斷的準(zhǔn)確性和實時性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種轉(zhuǎn)頻譜峰與電流極差聯(lián)合推斷軸流風(fēng)機故障診斷方法，首先采集軸流風(fēng)機的振動信號和三相電流信號；通過分析軸流風(fēng)機異常情況下振動信號和三相電流信號的特點，針對振動信號構(gòu)建了無量綱轉(zhuǎn)頻譜峰值指標(biāo)和無量綱倍頻譜峰值指標(biāo)，之后針對三相電流信號分別構(gòu)建了極小有效值指標(biāo)、有效值極差值指標(biāo)及小波頻譜極差值指標(biāo)；基于上述指標(biāo)，通過給定相應(yīng)閾值，進(jìn)行聯(lián)合推斷，實現(xiàn)軸流風(fēng)機的自動故障診斷。

一種轉(zhuǎn)頻譜峰與電流極差聯(lián)合推斷軸流風(fēng)機故障診斷方法，包括以下步驟：

1)信號采集：

通過布置相應(yīng)傳感器，采集軸流風(fēng)機的三相電流信號和振動信號；

2)構(gòu)建振動信號特色監(jiān)測指標(biāo)：

根據(jù)不同故障下振動信號的特征，針對振動信號分別構(gòu)建了無量綱轉(zhuǎn)頻譜峰值指標(biāo)RF_P及無量綱倍頻譜峰值指標(biāo)MF_P，具體如下：

2.1)無量綱轉(zhuǎn)頻譜峰值指標(biāo)RF_P：

對振動信號做傅里葉變換，得到對應(yīng)頻譜，之后搜索實際轉(zhuǎn)頻左右各1Hz的頻段區(qū)間內(nèi)的最大幅值m_f，并計算振動信號時域峰峰值x_pp：

x_pp＝max(x(t))-min(x(t)) (1)

其中x(t)代表振動信號；

計算頻域幅值m_f與時域峰峰值x_pp的比值，并將結(jié)果進(jìn)行放大處理，得到無量綱轉(zhuǎn)頻譜峰值指標(biāo)RF_P，具體如式(2)所示：

2.2)無量綱倍頻譜峰值指標(biāo)MF_P：