小波包分解在发电机组转子振动故障诊断中的应用研究

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1、发电设备(2010No．1)小波包分解往发电机组转子振动故障诊断中的应用研究小波包分解在发电机组转子振动故障诊断中的应用研究刘明利，傅行军，李艳(东南大学火电机组振动国家工程研究中心，南京210096)摘要：为研究发电机组转子振动问题，从转子实验台上得到几种典型振动信号，分别进行了小波包分解和能量特征提取；并与海南某电厂燃气轮发电机组的现场振动信号进行了对比和研究。结果表明，小波包分析在发电机组振动故障诊断中能较好地识别故障类型。关键词：发电机组；转子振动；故障诊断；小波包分析中图分类号：TK267文献标识码：A文章编号：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小波变换理论克服了传统傅立叶分析不能小波变换中没有细分的高频部分做进一步分解，同时进行时间、频域分析的不足，解决了时间和从而提高时频分辨率_2]。因此，小波包分析具有频率分辨率的矛盾，成为信号分析和处理领域更广泛的应用价值。不同的故障信号，其在不同内强有力的工具¨】一。然而对振动信号进行小波频域段内能量必然发生变化。借助小波包可以分析时，

5、往往只对上层分解结果中的低频部分将待分析信号细分到不同频段，进而可以求出各加以分析，而忽略其高频部分，但是待分析信号个频段内对应能量的大小，即反映出故障的一般都处在一个确定有限的频域范围，故障信特征。息可能隐藏在高频部分，忽略高频部分就意味关于振动信号的小波包分解与特征提取可着可能无法将故障信息提取出来或者说丢失了见参考文献[-3-]。故障信息。l转子振动实验与研究小波包分析能够为信号提供比小波分析更精细的分析方法，是将频带进行多层次划分，对本实验采用转子实验台模拟，振动装置是由收稿日期：2009—06一l6基金项目：863项目资助(编号：2007AAO4Z4OO)作者简介：

6、刘明利(1983一)，男，在读硕士生，主要从事发电机组振动故障诊断。E—mail：lumingli007@163．com小波包分解在发电机组转子振动故障诊断中的应用研究发电设备(2010No．1)东南大学生产的ZT-3型转子振动模拟试验台，可有效地模拟不平衡、轴线不对中和碰摩等故障。此次实验中，首先对转子运行过程中的数据通过数据采集卡采集存储，然后利用Matlab软件进行分析计算。振动信号的采集为同步整周期采涩样，采样参数为：每周期采样点数为128个，采集的周期个数为8个，总采样点数为1024个。本次实验以转子的三种振动故障状态不平衡、不对中、碰摩为例进行研究分析，见图1～图

7、7。图6不对中信号在各频段的能量分布图辍潮OOOOOOOO001111lOOOO08642086420图1转子模拟实验台12345678采样频段主一图7碰摩信号在各频段的能量分布从上述图中可以看到，三种不同的振动故障在能量分布上具有不同分布特征。2现场数据分析主一匝砸2009年1月，海南某电厂13号燃气轮发电机组大修后，振动值一直偏大，使之不能正常运图3不对中振动信号行。对现场运行数据进行采集和分析后，认为燃主一i气轮机透平端是由于膨胀不畅造成了局部碰摩，而发电机端的振动值偏大主要是由于质量不平衡引起的