[发明专利]风机振动在线监测方法及监测系统

说明书

本发明提供一种风机振动在线监测方法及监测系统，通过对加速度传感器所采集到的振动加速度时域数据进行时域和频域分析，即可实时监测风机的振动强度，并且在风机振动强度过大时分析出风机出现振动强度过大的故障原因。如此，便能及时发现风机振动强度过大时的振动异常，并根据风机振动强度过大的故障原因进行针对性地处理，提高了风机的使用寿命，同时，也能避免了由于风机振动强度过大所引起的乘客不适，及车厢内部较大的噪音。

技术领域

本发明属于检测领域，尤其涉及一种风机振动在线监测方法及监测系统。

背景技术

轨道交通设备风机是为轨道交通车辆和设备提供冷却散热、供给新风和排放车内废气的重要装置。机车牵引变流器内部安装有热交换风机和斩波风机，分别用于热交换模块和斩波电阻的散热；动车牵引变流器、地铁辅助变流器内部安装有散热风机，用于变压器及模块翅片的散热；动车组换气装置内部安装风机用于为车内供给新风、排放废气使用。

相关的文献表明，轨道交通设备风机在工作一段时间后，由于柜体内部灰尘积累、轴承的磨损等原因会导致风机振动较大。风机的振动过大会影响风机的正常工作，甚至引起风机故障，缩短风机寿命。对于地铁、动车变流器及换气装置，设备内部风机的振动还会通过变流器柜体的吊耳传递到车体，引起乘客不适，同时有可能引起车厢内部较大的噪音。目前，现有技术中尚没有对轨道交通领域的风机形成有效监测。

发明内容

为解决上述现有技术中轨道交通领域的风机没有形成有效监测的技术问题，本发明提供一种风机振动在线监测方法及监测系统，具体方案如下：

一种风机振动在线监测方法，对振动加速度时域数据分别进行时域分析和频域分析；

通过时域分析判断风机振动强度是否过大；

通过频域分析判断风机振动强度过大的故障原因。

优选的，所述时域分析包括如下步骤，

计算振动加速度时域数据在给定频率范围内的第一加速度有效值，当所述第一加速度有效值大于第一预设值则判定为风机振动强度过大；

所述给定的频率范围包括风机高速或低速工况下的基频、风机高速或低速工况下的二倍频和轴承故障振动特征频率。

优选的，所述频域分析包括风机振动特征频率分析和轴承振动特征频率分析；

所述风机振动特征频率分析用于识别风机的整体故障；

所述轴承振动特征频率分析用于识别风机的轴承故障位置。

优选的，所述风机振动特征频率分析步骤包括：

根据风机高、低速工况的额定转速分别计算高速基频、高速二倍频、低速基频以及低速二倍频；

对振动加速度时域数据进行快速傅利叶变换，分别提取高速基频附近频域第二加速度有效值、低速基频附近频域第三加速度有效值、高速二倍频附近频域第四加速度有效值以及低速二倍频附近频域第五加速度有效值，并将第二加速度有效值、第三加速度有效值、第四加速度有效值以及第五加速度有效值分别与相应的预设值比较，其中任意一个加速度有效值大于相应的预设值，均可认定为风机因柜体内部灰尘积累或动平衡失衡而存在振动失效的风险。

优选的，所述轴承振动特征频率分析步骤包括：对振动加速度时域数据进行调制解调处理，并将解调所得的含有轴承故障振动特征频率的振动加速度时域数据进行快速傅利叶变换，根据不同的轴承故障振动特征频率提取加速度有效值并与相应的预设值进行比较以判断轴承故障位置。

优选的，所述振动加速度时域数据仅来源于一个监测位置，所述监测位置为电机轴与风机轴连接处的电机端盖位置。