基于HHT的汽轮机组碰摩故障信号时频分析方法研究.pdf

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1、第52卷第2期汽轮机技术V01．52No．22010年4月TURBINETECHNOLOGYApr．2010基于HHT的汽轮机组碰摩故障信号时频分析方法研究王翔，田永伟，王金平(1南京工程学院能源与动力工程学院，南京2l1167；’2东南大学火电机组振动国家工程研究中心，南京210096)摘要：针对汽轮机组碰摩故障振动信号非平稳特征，将一种新的非平稳信号处理方法，即希尔伯特一黄变换(Hil．bert—HuangTransform，HHr)方法用于汽轮机组碰摩故障检测和时频分析。首先利用经验模式分解(Empi

2、ricalModeDecomposition，EMD)提取碰摩信号的内蕴模态函数(IntrinsicModeFunction，IMF)分量，再对IMF作HHT变换求瞬时频率和幅值。分析结果表明，HI-IT时频分析能够准确检测出碰摩故障产生的时间、频率和幅值信息，因此该方法能有效应用于汽轮机组碰摩故障信号的时频分析与诊断。关键词：汽轮机组；碰摩故障；经验模式分解(EMD)；希尔伯特一黄变换(HHT)分类号：TH133；TK267文献标识码：A文章编号：1001-5884(2010)02-0133-04Stdu

3、yonTime·-frequencyAnalysisMethodofRub·-impactFaultforTurbineUnitBasedonHilbert．huangTransformrANGXiang，TIANYong-wei，WANGJin—ping(1SchoolofEnergyandEngineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China；2NationalEngineeringResearchCenterofTurbo-genera

4、torVibration，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Accordingtonon—stationarycharacteristicsofrub-impactfaultvibrationsignalforturbineunit．Anovelnon-stationarysignalprocessingmethod，i．e．，theHilbert-Huangtransform(HHT)methodWaSappliedtothedetectio

5、nandtime-frequencyanalysisofrub-impactfaultforturbineunit．AtfirstmismethodextractstheintrinsicmodefunctionfIMF)componentofthesignal，andthenthehilberttransformis印puedtoIMFtoobtaintheinstantaneousfrequencyandamplitude．Experimentalresultsshowthatthetime，frequ

6、encyandamplitudeinformationofrub-impactfaultforturbineunitcallbeaceuratelydetected．Therefore，EMDmethodcaIIbeappliedtorub—impactfaulttime—frequencyAnalysisanddiagnosisinturbineunit．Keywords：turbineunit；rub-impactfault；empiricalmodedecomposition；hilbert-huan

7、gtr~orln速傅立叶为核心的传统频谱分析方法在平稳信号特征提取0前言中发挥了重要作用，但对非平稳信号进行分析时其结果失去了物理意义H；小波变换能够同时提供信号在时域和频域的随着大型机组对效率要求的提高，动静间隙变小，碰摩局部化信息，但其本质是窗口可调的Fourier变换，由于小波故障发生的可能性增加。碰摩发生时，不仅会影响系统的正基长度有限，因此在对信号进行时频分析时，会产生能量泄常运行，而且碰摩严重时会导致断轴等恶性事故的发生，造漏J。汽轮机碰摩故障信号具有非线性、非平稳特性，其分成重大的经济损失。碰

8、摩是转子系统中常见的非线性振动析方法有傅立叶变换、小波变换、Winger—Vii分布等，但究故障。国内外许多学者对转子动静碰摩做了大量的研究工其本质还是基于傅立叶变换的信号分析方法，不能在时频域作j，当转子存在碰摩故障时，碰摩信号是在动静件碰摩同时给出较高的分辨率。的瞬间产生的，具有宽频带的特点，而采集振动信号时混有的噪声信号是宽频带的随机噪声，其频带相互重叠，在振动1基于H肿的振动信号特征提取方法信号中还含有能