[发明专利]一种快速判断电厂轴承振动频率成分的方法及装置

说明书

本发明公开了一种快速判断电厂轴承振动频率成分的方法及装置，所述方法包括：1)、采集旋转设备轴承处的振动位移幅值，根据轴承的振动位移幅值以及轴承的转动频率，利用三角函数，计算出轴承的位移函数；2)、根据位移函数的求导结果，获取轴承振动速度的单峰值；3)、根据所述单峰值计算振动速度的均方根，并根据所述均方根与轴承转动频率的比值，判断所述轴承的振动状态。应用本发明实施例，可以快速判断轴承的振动属于低频振动，还是工频振动，或者是高频振动。

技术领域

本发明涉及设备频谱监测技术领域，具体涉及一种快速判断电厂轴承振动频率成分的方法。

背景技术

发电厂旋转设备发生振动故障时，轻者造成设备跳闸，重者造成设备损坏，影响机组安全运行。为了对旋转设备的振动情况进行有效监控，目前大多电厂在旋转设备上都安装了振动在线监测系统，实时监测设备的振动参数，没有条件安装振动在线监测系统的设备，也会安排专人定期手动采集振动参数。无论是在线监测还是手动采集，大多采集的只是振动位移和振动速度，通过数值的大小来判断设备的健康情况。当设备发生振动故障时，需要通过一些特征量来进行故障诊断，频谱分析是目前最常用的方法，频谱分析的关键就是要判断振动的频率成分。

现有技术中申请号为201810938946.0的发明专利申请提供了一种确定旋转机械振动信号主要频率成分信息的方法及装置，其中，该方法包括：获取预设时长的旋转机械振动时域波形采样信号及采样频率；对时域波形采样信号进行快速傅里叶变换，得到复数序列，根据所述复数序列，得到幅值谱；根据预先设置的主要频率成分之间的频率区分间隔，以及所述幅值谱，确定旋转机械振动信号主要频率成分信息；所述主要频率成分信息包括：主要频率成分的频率和幅值。上述技术方案提高了确定旋转机械振动信号主要频率成分信息的准确度，便于更加准确地进行故障原因和故障定位分析，为及时处理故障和尽早恢复设备运行提供了技术保障，保证了设备的高效运行。

但是，现有技术中采用傅里叶数学方法进行处理，导致计算量较大，进而导致频率成分的判断速度较慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何提高电厂轴承振动频率成分的判断速度。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

本发明公开了一种快速判断电厂轴承振动频率成分的方法，所述方法包括：

1)、采集旋转设备轴承处的振动位移幅值，根据轴承的振动位移幅值以及轴承的转动频率，利用三角函数，计算出轴承的位移函数；

2)、根据位移函数的求导结果，获取轴承振动速度的单峰值；

3)、根据所述单峰值计算振动速度的均方根，并根据所述均方根与轴承转动频率的比值，判断所述轴承的振动状态。

应用本发明实施例，基于轴承处的振动位移幅值以及轴承转动频率，仅涉及导数运算以及均方根运算即可判断出频率成分，不需要依赖傅里叶变换，运算量更小，进而可以提高判断速度。

可选的，所述步骤2)，包括：

利用公式，计算轴承的位移函数，其中，A为振动位移幅值；ω为圆频率；f为振动频率；T为振动周期；t为时间；为初始相位角；

对位移函数求导，得到速度函数：

其中，V为振子的最大振动速度。

可选的，所述根据所述单峰值计算振动速度的均方根，包括：

利用公式，对速度函数进行积分计算得到速度的均方根计算公式：

其中，V为最大速度。

可选的，复合振动的振动速度的均方根的计算公式为：

将复合振动分解成的一系列频率f_i(Hz)下的振动；