基于经验模态分解与散度指标风力发电机滚动轴承故障诊断方法

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1、第4O卷第17期电力系统保护与控制v01．40No．172012年9月1日PowerSystemProtectionandControlSep．1，2012基于经验模态分解和散度指标的风力发电机滚动轴承故障诊断方法郭艳平，颜文俊，包哲静，杨强(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027)摘要：提出了一种基于经验模态分解(EmpiricalModeDccomposition，EMD)和散度指标的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先对原始振动信号进行经验模态分解，再以峭度为准则，选取包含故障信息的特征模态函数(IntrinsiCModeFuncti

2、on，IMF)进行信号重构，并对重构后的信号进行Hi1bert包络谱分析，然后提取故障特征量，最后通过计算故障特征量的卜散度(卜divergence)和KL一散度(Kul1back—Leiblerdivergence)来判断故障类型和描述故障程度。通过从试验台采集的无故障和具有内环故障、外环故障和滚动体故障样本，以及从某风电场风力发电机齿轮箱高速输出端采集的近一年的监测数据分析结果，证明了所选故障特征量的准确性，同时也验证了所提出的基于经验模态分解和散度指标的滚动轴承故障诊断方法的有效性和准确性。关键词：风力发电机组；齿轮箱；滚动轴承；故障

3、诊断；EMD；散度FaultdiagnosisofbearinginwindturbinebasedonempiricalmodedecoinpositionanddivergenceindexGUOYan—ping，YANWen~un，BAOZhejing，YANGQiang(CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity,Hangzhou310027，China)Abstract：Thispaperpresentsanovelfaultdiagnosisofbearingsbasedo

4、nEmpiricalModeDecomposition(EMD)anddivergenceindex．ThereconstructedsignalCanbeobtainedbysomesetofIMFcomponentsbasedontheruleofkurtosisaftertheinitialvibrationsignalisprocessedbyEMD．TheHilbertenvelopeanalysisofthereconstructedsignalisconducted．FromthepowerspectrumofHilberte

5、nvelopesignal，wecanidentifytheamplitudeofthecharacteristicfaultfrequencyanditsintegermultiples，whichareusedtocomputetheJ-divergenceandKL-divergencetoidentifythestyleandseverityoffault．Theresultofnon-faultsample，inner-ringfaultsample，outer-ringfaultsampleandrollingbearingfa

6、ultsamplecollectedfromexperimenttestandtheconditionmonitoringanalysisresultacquiredfromhighspeedoutputterminalofgearcaseofwindturbinesdemonstratethatthecharacteristicfaultfrequencyanditsmultipleCanreflectfaultinformationpreciselyandtheproposedsolutioniseffectiveforcharacte

7、rizinganddetectingarangeofrollingbearingfaults．ThisworkissupportedbyNationalHigh-techR&DProgramofChina(863Program)(No．2007AA05Z432926)．Keywords：windturbines；gearbox；rollingbearing；faultdiagnosis；EmpiricalModeDecomposition(EMD)；divergence中图分类号：TH133文献标识码：A文章编号：1674—3415(201

8、2)17-0083-05是高速端输出轴和轴承。更换齿轮箱部件更是费时0引言费力的事，必须用吊机拆除叶轮后把齿轮箱吊到地滚动轴承是旋转机械中的一类重要部件，以风面，才能将齿轮箱拆掉