本文關(guān)鍵詞：基于瞬時頻率估計的階次分析在風(fēng)電齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用

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【摘要】：風(fēng)電齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分,風(fēng)電齒輪箱的故障會導(dǎo)致整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組異常運(yùn)轉(zhuǎn)甚至長時間停機(jī),因此如何對風(fēng)電齒輪箱的故障進(jìn)行及時有效的診斷是風(fēng)電行業(yè)亟需解決的問題之一。在風(fēng)電齒輪箱故障診斷技術(shù)中,目前應(yīng)用得最為成熟的方法就是振動噪聲檢測法,尤其是風(fēng)電齒輪箱的振動信號中,包含著大量的齒輪箱故障信息。風(fēng)電齒輪箱由于其特殊的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行工況,長期在無規(guī)律的交變載荷下工作,運(yùn)行轉(zhuǎn)速不斷波動,運(yùn)行時產(chǎn)生的振動信號是非線性、非平穩(wěn)信號,傳統(tǒng)的振動信號處理方法如時域分析、頻域分析都是針對平穩(wěn)信號的分析方法,尤其是頻域分析法用于非平穩(wěn)信號分析處理時會產(chǎn)生嚴(yán)重的“頻率模糊”,因此需要找一種能夠有效處理風(fēng)電齒輪箱振動信號并能準(zhǔn)確提取故障特征的方法。本文在對國內(nèi)外風(fēng)電齒輪箱振動信號處理方法進(jìn)行綜述對比后,提出對基于瞬時頻率估計的階次分析在風(fēng)電齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行研究。分析了風(fēng)電齒輪箱的振動機(jī)理并歸納總結(jié)了風(fēng)電齒輪箱的典型故障類型及振動信號特征；建立了研究本課題所需風(fēng)電齒輪箱模擬試驗(yàn)臺的理論模型并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合作完成了試驗(yàn)臺的搭建,設(shè)計了試驗(yàn)臺的振動信號測試方案,開發(fā)了試驗(yàn)臺數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)；在上述理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出將基于局域均值分解的瞬時頻率估計與階次分析相結(jié)合用于風(fēng)電齒輪箱的振動信號處理與故障診斷,并通過仿真信號和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析說明該方法能夠?qū)︼L(fēng)電齒輪箱的振動信號進(jìn)行有效的處理并對齒輪故障進(jìn)行比較準(zhǔn)確的診斷。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電齒輪箱 振動信號處理 故障診斷 瞬時頻率估計 局域均值分解 階次分析
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 課題背景和意義11-13
• 1.2 風(fēng)電齒輪箱故障診斷的內(nèi)容和基本方法綜述13-15
• 1.3 風(fēng)電齒輪箱振動信號處理方法發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.4 論文研究思路及內(nèi)容安排18-21
• 2 風(fēng)電齒輪箱振動機(jī)理與典型故障特征21-39
• 2.1 風(fēng)電齒輪箱的振動機(jī)理分析21-27
• 2.1.1 風(fēng)電齒輪箱中齒輪的振動機(jī)理分析21-25
• 2.1.2 風(fēng)電齒輪箱中滾動軸承的振動機(jī)理分析25-26
• 2.1.3 風(fēng)電齒輪箱振動信號模型及其頻率成分分析26-27
• 2.2 風(fēng)電齒輪箱常見故障類型與振動信號特征27-32
• 2.2.1 齒輪典型故障與振動信號特征27-30
• 2.2.2 軸承典型故障與振動信號特征30
• 2.2.3 軸系典型故障與振動信號特征30-32
• 2.3 風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)分析和故障特征頻率計算32-37
• 2.3.1 風(fēng)電齒輪箱輪系結(jié)構(gòu)分析32-33
• 2.3.2 風(fēng)電齒輪箱齒輪故障特征頻率計算33-35
• 2.3.3 風(fēng)電齒輪箱滾動軸承故障特征頻率計算35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 3 風(fēng)電齒輪箱模擬試驗(yàn)臺及數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)39-53
• 3.1 風(fēng)電齒輪箱試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)分類與特點(diǎn)39-41
• 3.2 風(fēng)電齒輪箱模擬試驗(yàn)臺硬件系統(tǒng)41-43
• 3.2.1 機(jī)械傳動模塊41-42
• 3.2.2 電氣控制模塊42-43
• 3.2.3 信號測試模塊43
• 3.3 振動信號測試方案設(shè)計43-47
• 3.3.1 測點(diǎn)選取44
• 3.3.2 傳感器選取44-45
• 3.3.3 信號調(diào)理設(shè)備45-46
• 3.3.4 數(shù)據(jù)采集卡46-47
• 3.4 試驗(yàn)臺數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)開發(fā)47-51
• 3.4.1 開發(fā)環(huán)境簡介47-48
• 3.4.2 系統(tǒng)需求分析與功能設(shè)計48
• 3.4.3 數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)模塊化設(shè)計48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 4 基于局域均值分解的風(fēng)電齒輪箱瞬時頻率估計53-69
• 4.1 瞬時頻率相關(guān)基本概念53-56
• 4.1.1 瞬時頻率的定義53-54
• 4.1.2 瞬時頻率估計的方法54-55
• 4.1.3 單分量信號與多分量信號55-56
• 4.2 基于局域均值分解的多分量信號瞬時頻率估計56-65
• 4.2.1 局域均值分解的原理和算法56-58
• 4.2.2 基于局域均值分解的瞬時頻率估計58-61
• 4.2.3 局域均值分解和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解比較與仿真分析61-65
• 4.3 基于局域均值分解的瞬時頻率估計實(shí)例分析65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 5 基于局域均值分解的瞬時頻率估計用于風(fēng)電齒輪箱階次分析69-87
• 5.1 階次分析69-74
• 5.1.1 階次分析原理69-71
• 5.1.2 階次跟蹤算法和比較71-74
• 5.2 基于局域均值分解的瞬時頻率估計用于風(fēng)電齒輪箱階次分析的步驟74-78
• 5.2.1 求取鑒相時刻75-76
• 5.2.2 等角度重采樣76
• 5.2.3 階次譜分析76-77
• 5.2.4 信號仿真77-78
• 5.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證78-85
• 5.3.1 正常運(yùn)行79-80
• 5.3.2 斷齒故障80-82
• 5.3.3 磨損故障82-84
• 5.3.4 試驗(yàn)小結(jié)84-85
• 5.4 本章小結(jié)85-87
• 6 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 全文總結(jié)87-88
• 6.2 工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 林京,屈梁生;基于連續(xù)小波變換的信號檢測技術(shù)與故障診斷[J];機(jī)械工程學(xué)報;2000年12期

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本文編號：637449