[发明专利]用于风机故障诊断的方法和系统

说明书

本发明提供了一种用于风机故障诊断的方法和系统，属于用于风机故障诊断的技术领域。所述用于风机故障诊断的方法包括：获取所述风机的轴的低频转速信号和作用于所述风机的振动信号；对所述低频转速信号进行插值升样，得到插值升样后的高频转速信号；根据所述高频转速信号对所述振动信号进行轴周期同步转换，得到轴周期同步信号；以及对所述轴周期同步信号进行希尔伯特变换和傅里叶变换，得到用于风机故障诊断的轴周期谱。通过数值升样精确获得风机传动链各处的转动轴转速，为准确监测风机状态提供保障，通过轴周期谱分析振动特征，可以很好地对机械故障进行诊断，提升在线监测系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及用于风机故障诊断的技术，具体地涉及用于风机故障诊断的方法和系统。

背景技术

轴承及齿轮损伤所产生的振动一般会在频谱上留下损伤特征频率。风机传动链机械结构复杂，低速处损伤信号需要经过复杂的传递路径才能被探测到，此外风机在运行时转速变化较大，这些因素往往造成难以在频谱上找到损伤特征频率。

此外，在实际的风机振动测量中，通常通过加装外置的转速传感器测量轴的转速。外置的转速传感器受环境的影响比较大，造成信号不稳定。此外，转速传感器需要额外的支架固定，其设计、安装和实施受制于其它的因素，且放置在风机上的固定支架也会受到相关的维护工作的影响，很难得到一个稳定可靠且便于测量的转速信号。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风机故障诊断的方法和系统，用于解决通过风机的轴的低频转速信号得到用于风机诊断故障的轴周期谱。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于风机故障诊断的方法，该方法包括：获取所述风机的轴的低频转速信号和作用于所述风机的振动信号；对所述低频转速信号进行插值升样，得到插值升样后的高频转速信号；根据所述高频转速信号对所述振动信号进行轴周期同步转换，得到轴周期同步信号；以及对所述轴周期同步信号进行希尔伯特变换和傅里叶变换，得到用于风机故障诊断的轴周期谱。

优选地，对所述低频转速信号进行插值升样包括：采用内插法和外推法对所述低频转速信号进行插值升样。

优选地，在对所述振动信号进行轴周期同步转换之前，该方法还包括：在时间上对所述振动信号和所述转速信号进行同步匹配；其中所述转速信号为所述低频转速信号或所述高频转速信号。

优选地，对所述振动信号进行轴周期同步转换包括：从所述转速信号中推算出所述转速信号所对应的轴的转动周期；以及根据所述转动周期对所述振动信号按照所述转速信号所对应的轴的转动角度进行离散化，以使得所述振动信号按照所述对应的轴的转动角度等距分布，从而得到所述轴周期同步信号。

优选地，所述获取所述风机的轴的低频转速信号为采集所述风机的解算器或变流器的输出信号得到所述低频转速信号。

相应地，本发明还提供了一种用于风机故障诊断的系统，该系统包括：采集单元，用于获取所述风机的轴的低频转速信号和作用于所述风机的振动信号；插值单元，用于对所述低频转速信号进行插值升样，得到插值升样后的高频转速信号；转换单元，用于根据所述高频转速信号对所述振动信号进行轴周期同步转换，得到轴周期同步信号；以及处理单元，用于对所述轴周期同步信号进行希尔伯特变换和傅里叶变换，得到用于进行风机故障诊断的轴周期谱。

优选地，对所述低频转速信号进行插值升样包括：采用内插法和外推法对所述低频转速信号进行插值升样。

优选地，该系统还包括：匹配单元，用于在对所述振动信号进行轴周期同步转换之前，在时间上对所述振动信号和转速信号进行同步匹配；其中所述转速信号为所述低频转速信号或所述高频转速信号。