水轮发电机组低频振动信号测量

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1、118传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第12期水轮发电机组低频振动信号的测量陈战平(南京师范大学计算机科学与技术学院，江苏南京210098)摘要：通过系统辨识的方法建立振动速度传感器的幅频特性补偿器，用于实现水轮发电机组的低频振动速度测量。该方法以参考模型的幅频特性作为补偿后传感器的希望特性，以振动速度传感器的动态实验数据为输入基础，采用线性动态神经元(LDN)和误差白化的系统辨识方法得到补偿器的参数，以消除补偿器参数估计中的测量噪声影响

2、。通过实验验证了该方法的有效性。关键词：低频振动；振动速度传感器；幅频特性；补偿中图分类号：TP212．6文献标识码：A文章编号：1000-9787(2OLO)12-0118-03MeasurementoflowfrequencyvibrationsignalsofhydroelectricgeneratingsetCHENZhan—ping(SchoolofComputerScienceandTechnology，NanjingNormalUniversity，Nanjlng210098，China)Abstr

3、act：Thesystemidentificationmethodisusedtoestablishtheamplitude—frequencycharacteristiccompensatorofvibrationvelocitytransducerforrealizinglowfrequencyvibrationvelocitymeasurementofahydroelectricgeneratingset．Theamplitude—frequencycharacteristicsofthereference

4、modelisusedinthismethodastheidealcharacteristics，accordingtonleasurementdataofdynamicresponseofvibrationvelocitytransducer，theparameterofthecompensatorisoptimizedbylineardynamicneuron(LDN)anderrorwhiteningcriterion(EWC)foreliminatingnoiseeffectintheparameters

5、estimationofcompensator．Experimentalresultsshowthattheapproachiseffective．Keywords：lowfrequencyvibration；vibrationvelocitytransducer；amplitude~equencycharacteristics；eompen—sation0引言积、质量必须做得很大，摆平衡位置和摆自振周期受温度影混流式水轮机偏离最优工况运行时，均可能存在稳定响严重，弹性元件易损坏，耐冲击性能很差，不适宜在工程性问

6、题，并可能造成对机组正常运行的危害，而对结构尺寸现场使用⋯，所以，工程使用的该类型传感器的固有频率大的巨型机组，相对刚度降低，危害性更大。近年来，国内不能做得过低，一般为10—15Hz。而水轮发电机组是低转外大型机组不断出现有害振动、叶片裂纹等问题，是人们争速运行的，所产生的振动信号的频率较低，故惯性式速度传论和普遍关注的焦点之一。水轮发电机组振动信号的检测感器不适用于水轮发电机组低频振动检测，必须降低其固是判断机组运行稳定性的重要手段。有频率。通过在惯性式振动传感器之后增加一个补偿器，惯性式速度传感器是工程中广

7、泛应用检测物体绝对振可以达到改善幅频特性、降低固有频率的目的。动的传感器，其动态特性表现为二阶高通特性。惯性式速1惯性式速度传感器度传感器是一个质量和弹簧构成的机械结构，其固有频率惯性式速度传感器用于检测物体的绝对振动，从结构相对较高，这是因为弹簧在重力场中的静伸长A与固有频原理上分析，惯性式速度传感器是一个由质量块和弹簧组率的平方成反比(A=g／(2)，g为重力加速度)。若成的二阶惯性系统，其力学模型如图1所示，惯性式速度传=1Hz，则A=25am，这在机械结构上难以实现。采用La—感器运动方程为coste悬挂

8、系统的惯性式速度传感器，周期可以长达数十秒mx1+lx(1一0)+c(l—0)：F(t)，(1)(固有频率较低)，主要用于地震的长期监测中，但其体式中m为惯性体质量，c为弹簧刚度，为阻尼系数，‰为收稿日期：2010—10-09第l2期陈战平：水轮发电机组低频振动信号的测量l19基座壳体的绝对位移，。为惯性体的绝对位移，与。分的方法改善其动态特性。但是，在补偿前需要得到传感