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水电机组机械振动信号谱分析

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华中理工戈学

、摘要盎文采用平均平滑周嘏图法对水电机蛆机械振动信号进行了频谱分析, 并通过红化
分析的方法使系统频率分藏率的设置具有一定的灵活性,最后分析了误菪.
关键词谓分析频率分辨壹均平滑周期图珐

,
—,
.
—一—
的机械振动存在各种各样的情况,其频谱具有
前言
较宽的频率范围。一般情况下, 只需要考虑转
水电机组属于大型的旋转机械, 显能量的频的几倍频即可。但是, 在水电机组的异常现
转换设备, 由于它的受力、约束、旋转运动的象中, 存在着因接触到叶轮而产生的冲击振
特性, 运行设备的振动足不可避免的, 因此振动所以, 单纯的低频振动监测就难以判断故
动参量必然是反映水电机组运行状态的重要参障,这就需要进行宽频带振动测量,以找出很
数, 同时也是损坏设备的重要原因。据有关专难测出的故障源。
家统计,水电机组的故障约有% 反映在振动根据以上分析,分析水轮发电机组的振动
信息里, 可见,振动监测对机组诊断的重要信号,除了研究大轴的振动频率转频以外,
性。还必须参照机组振动中经常出现的或可能出现
对振动的研究, 可以从时域的振动信号入的其他频率来进行综台分析。这些频率际与电
手,也可以从频域进行分析。频域分析更能揭磁振动有关的频率外,通常是。
示振动信号的本质。对平稳的振动过程常用的转轮叶片频率卅叶,。
频域分析方法有幅值谱、对数谱等对非平稳导叶频率舟目,
的振动过程通常用时间序列分析法,如熵谱分尾水管水压脉动频率
析进行研究。本文所讨论的是水电机组振动的, , .~ .
平稳过程的谱分析。式中叶——转轮叶片数
——转轮导叶数
水电机组振动信号谱分析的方法
。——转频
在低频、中频到高频的范围内, 水电机组我们采用平均平滑周期图法分析水电机组
《大电机袭来》№.年
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平稳过程下而就谱分析的参数设计叙述如次只能采样个用期的振动信号,这样,系统
下昂多所能达到的分辨率:.。
. 采样频率的选择. 分析精度的提高
功率谱分析要求将连续模挝的频动信号转分析水轮发电机纽的振动信号时,通常用
化成数字信号,根据采样定理,信号的采样频周期图法按如下公式来进行估计:
率必须满足下列条件;
一一卅
, ,
式中,——振动信号中的最高频率式中——为采样序列, 的
,代表第根谱线的幅值
只有这样,才能使采样的信息有效而不多
余。由于这种估计不是一致性估计, 其结聚必
然存在方差。理论上的研究指小,这种功率谱
实际上, 经常考虑到振动信号的中频部
估计的标准方若为
分, 其频率主要有,叶、,导。现有水轮发电机
组的叶片数一般为, 因此系统必须考虑倍击
转频, 即设
式中,——记录时间

曰——分辨带宽
于是≥
这说明在给定所需分辨带宽和方差的条件下,
由于对信号进行功率谱分析时,要求整周
要求分析水电机组的振动信号还受到采样数据
期采样, 并且要求采样点数为的正擎数次
点数佝限制。为了从根本上减少