基于小波分析的汽轮机早期振动故障识别技术研究

摘要

近年来,电力工业得到飞速发展,装机容量不断攀升,多数地区仍存在用电紧张,并且部分新建机组正处于调试投运的关键阶段,机组安全经济运行是电力生产的根本保证,因此对汽轮机振动监测与故障诊断技术提出了更高的要求.本论文围绕汽轮机组早期振动故障识别技术展开研究,应用小波分析理论对汽轮机转子振动信号进行深入分析,特别是针对早期振动信号的弱信号特征,挖掘适合早期振动信号的识别检测技术,为早期振动故障诊断奠定基础. 本文以小波理论及其应用为基础,采用多分辨分析和小波包分解等基本思想.以常见的汽轮机转子振动故障为研究对象,提出基于离散小波变换细化频率区间,小波降噪绘制轴心轨迹图以及小波包分解后进行能量谱分析等多种方法.将其应用于模拟转子实验台上,采用实际数据建模进行验证,取得了良好的效果.为大型汽轮机组状态监测和早期故障诊断技术研究提供了有益的思路.

目录

文摘

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声明及关于学位论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2早期振动故障诊断方法和特征提取技术的研究现状

1.3本文主要研究内容

第二章基于小波方法的早期振动故障特征提取技术

2.1早期故障特征提取技术的提出

2.2早期故障特征提取技术的小波理论

2.2.1小波变换的定义

2.2.2小波变换的工程意义

2.2.3多分辨分析—Mallat算法

2.2.4小波包分析

2.2.5基于小波分析的汽轮发电机组振动早期故障特征提取技术

第三章汽轮机轴系振动故障的实验研究

3.1实验介绍

3.1.1系统组成

3.1.2测试系统

3.2碰摩早期故障特征分析

3.2.1一般特征

3.2.2早期特征

第四章基于小波分析的汽轮机早期振动故障特征识别技术

4.1采样频率与小波分解后的频率计算

4.2多分辨分析与FFT结合进行故障的早期特征提取

4.3小波变换进行信号降噪后绘制轴心轨迹图

4.3.1小波降噪的步骤和方法

4.3.2小波降噪阈值的选取原则

4.3.3小波降噪绘制轴心轨迹的实际效果比较

4.4小波包变换能量谱分析法的实现

4.5小波分析检测时间序列的奇变点

4.5.1突变性检测

4.5.2突变性检测的小波函数选择经验

4.6小结

第五章早期故障特征识别技术的实验仿真

5.1轴系不对中的实验仿真与分析

5.1.1轻微不对中的实验与分析

5.1.2转速升高后的实验与分析

5.1.3加剧不对中以初始转速进行实验和分析

5.1.4分析与讨论

5.2轴承座松动的实验仿真与分析

5.2.1轻微松动的实验与分析

5.2.2转速升高后的实验与分析

5.2.3分析与讨论

第六章结论与展望

6.1结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

附录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况