[發明專利]一種機械故障檢測方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110631324.5
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113310693A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 唐詩堯;鞠蘇榮;何佳;邵德偉;宋海彬;余唯;魏惠春;盧仁寶
• 申請（專利權）人: 華潤電力技術研究院有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045;G01M13/028;F03D17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 紀志超

本申請公開了一種機械故障檢測方法、裝置、設備及存儲介質，包括：對待檢測機械運行中產生的振動信號進行采集，得到待檢測信號及相應的待檢測頻譜；確定待檢測機械對應的故障頻率和待檢測頻譜對應的頻譜分辨率，基于故障頻率和頻譜分辨率確定分割因子；分割因子表征故障頻率在待檢測頻譜中對應的數據點數；基于分割因子對待檢測頻譜進行劃分，并根據劃分結果得到待檢測頻譜對應的頻譜包絡線；根據頻譜包絡線確定待檢測頻譜對應的分割邊界，基于分割邊界利用小波變換進行故障檢測。本申請通過故障頻率和頻譜分辨率得到分割因子，并基于分割因子對頻譜分段后得到的頻譜包絡線確定分割邊界，無需人為設置頻譜的分段數量，以提高故障識別效率。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，特別涉及一種機械故障檢測方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

傳動鏈(風電機組的主軸、齒輪箱及發電機軸承)是風力發電機組的關鍵部件，其健康狀態直接影響機組的運行可靠性和安全性。目前普遍采用測量和分析傳動鏈的振動信號的方式對其進行故障診斷，受風力發電機運行特性影響，其軸承的振動信號為非平穩信號，而且存在多源耦合現象。軸承故障產生的摩擦和沖擊，通常體現為頻譜中的諧波成分。軸承故障振動信號出現周期性沖擊，一般通過頻譜分析和包絡譜分析可識別故障特征頻率。然而，如果軸承同時存在多點復合故障，且信號中噪聲干擾較大，容易造成對輕微故障成分的漏診。信號分解方法能夠抑制監測信號中的隨機噪聲成分，增強故障特征信息，從而提升故障識別效果，是軸承故障特征提取的一種有效方法。

目前，利用經驗小波變換算法進行信號分解存在兩點較為突出的缺點，影響了其在實際中問題中的應用。其一是需要人為設置頻譜分割數量。分割數量直接影響了分割邊界的確立，要想獲得較好的分割效果，需要設置多次分割數量進行調試。其二是該分割方法缺乏實際意義，localmax方法沒有實際物理意義支持，不符合振動信號故障分布機理，難以將故障成分合理篩出。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種機械故障檢測方法、裝置、設備及存儲介質，無需人為設置頻譜的分段數量，以提高故障識別效率。其具體方案如下：

本申請的第一方面提供了一種機械故障檢測方法，包括：

對待檢測機械運行中產生的振動信號進行采集，以得到與所述待檢測機械對應的待檢測信號，并獲取所述待檢測信號對應的待檢測頻譜；

確定所述待檢測機械對應的故障頻率和所述待檢測頻譜的頻譜分辨率，并基于所述故障頻率和所述頻譜分辨率確定分割因子；其中，所述分割因子用于表征所述故障頻率在所述待檢測頻譜中對應的數據點數；

基于所述分割因子對所述待檢測頻譜進行劃分，并根據劃分結果得到所述待檢測頻譜對應的頻譜包絡線；

根據所述頻譜包絡線確定所述待檢測頻譜對應的分割邊界，并基于所述分割邊界利用小波變換對所述待檢測機械進行故障檢測。

可選的，所述獲取所述待檢測信號對應的待檢測頻譜，包括：

對所述待檢測信號進行傅立葉變換，以得到所述待檢測信號對應的待檢測頻譜。

可選的，所述基于所述故障頻率和所述頻譜分辨率確定分割因子，包括：

根據所述故障頻率確定頻率值大于或等于兩倍的所述故障頻率的分割頻率，并根據所述分割頻率和所述頻譜分辨率確定分割因子。

可選的，所述基于所述分割因子對所述待檢測頻譜進行劃分，包括：

按照依次將與所述分割因子對應數值個的連續數據點劃分一次的方式對所述待檢測頻譜進行劃分，以得到與所述待檢測頻譜對應的多個第一頻率段。

可選的，所述根據劃分結果得到所述待檢測頻譜對應的頻譜包絡線，包括：

通過峰值連線的方式將多個所述第一頻率段中的極大值進行連接，以得到所述待檢測頻譜對應的頻譜包絡線；