【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电机问题诊断的，尤其涉及到一种风力发电机工频振动问题诊断方法。
技术介绍
1、在风力发电行业中，如何高精度检测发电机工频振动问题一直是困扰该行业的技术难题。发电机工频振动涉及的故障类型较多，例如发电机转子动平衡不良、基础松动、轴承松动、过临界转速等。
2、目前，主要通过在现场采用手持式或便携式的振动采集仪器进行发电机工频振动检测，这些仪器能够采集振动信号的幅值、频谱和相位等信息，帮助工程师进行故障诊断和分析。然而，振动采集仪器的分辨率和准确性受限于其硬件和软件功能，还需要结合工程师的经验进行诊断和分析，准确度较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种准确度较高的风力发电机工频振动问题诊断方法。
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：
3、一种风力发电机工频振动问题诊断方法，包括：
4、搭建实时振动监测系统；
5、基于搭建的实时振动监测系统进行发电机原始振动信号采集，获取发电机工作过程的振动数据；
6、基于搭建的实时振动监测系统进行发电机启停机测试，获取发电机从0转到额定转速过程中的振动数据；
7、基于发电机启停机测试获取的振动数据进行伯德图分析；
8、对发电机进行敲击测试或停机状态下的自由振动测试，获取发电机对应的固有频率数据；
9、从发电机原始振动信号采集得到的振动数据中提取出相位数据；
10、基于
11、进一步地，搭建的实时振动监测系统包括：振动传感器、数据采集模块、数据传输模块和远程分析服务器；
12、搭建实时振动监测系统包括：
13、将振动传感器安装在发电机关键位置；
14、通过数据采集模块和数据传输模块配合，构建振动传感器和远程分析服务器之间传输。
15、进一步地，搭建实时振动监测系统还包括系统配置，系统配置包括：
16、设置采样频率；
17、设置滤波器滤波区间；
18、设置存储参数；
19、设置传输参数；
20、系统校准。
21、进一步地，基于发电机启停机测试获取的振动数据进行伯德图分析，包括：
22、绘制伯德图：
23、选择频率范围：设定伯德图的频率范围，确保包含工频及其相关倍频；
24、数据归一化：对振动数据进行归一化，以便在伯德图中比较不同频率的振幅；
25、绘制振动频谱：以频率为横轴，振幅为纵轴，在图表上绘制振动频谱曲线；
26、标记工频及倍频：在图上标记工频及其倍频的位置，突出显示各个频率成分；
27、对绘制得到的伯德图进行分析：
28、通过分析伯德图确认是否存在临界转速引起的振动问题。
29、进一步地，对发电机进行敲击测试，获取发电机对应的固有频率数据包括：
30、通过冲击激励源在发电机关键部位进行轻微敲击，激发发电机结构自由振动，并记录下振动数据；
31、对记录下的振动数据进行频域分析，从而获取发电机的固有频率数据。
32、进一步地，从发电机原始振动信号采集得到的振动数据中提取出相位数据，包括：
33、进行复数域分析，将采集得到的发电机原始振动信号，即实数信号转换为复数信号；
34、对复数信号进行分析，提取相位数据。
35、进一步地，采用希尔伯特变换将实数信号转换为复数信号：
36、
37、其中，h[x(t)]：希尔伯特变换变后的复数信号，包含了原信号的振幅和相位信息，，x(t):原始的实数信号，是待转换的信号，，t:变换后的复数信号的时间变量，τ:积分变量，用于对原信号进行积分,缩放因子，确保变换结果在物理意义上是正确的。
38、进一步地，对复数信号进行分析，提取相位数据，包括：
39、使用极坐标表示法将复数信号表示为振幅和相位的形式：
40、
41、j为虚数单位；
42、在极坐标表示法中，复数可以表示为振幅和相位的形式。这可以通过以下关系得到：
43、a(f)＝|h[x(t)]|
44、
45、其中，|h[x(t)]|表示复数的模(振幅),arg(h[x(t)])表示复数的相位。
46、因此，使用极坐标表示法，复数信号h[x(t)]可以表示为：
47、h[x(t)]＝|h[x(t)]|ejarg(h[x(t)])
48、振幅通过如下公式提取得到：
49、
50、其中，re表示实部，im表示虚部；
51、相位通过如下公式提取得到：
52、
53、其中，atan2为反正切函数。
54、进一步地，基于伯德图分析、固有频率数据、相位数据对风力发电机工频振动问题进行诊断，包括：
55、当不同频率成分的相位差和固有频率均出现变化时，诊断存在发电机转子动平衡不良的风险；
56、当振动传感器之间的相位差出现变化，诊断存在基础松动的风险；
57、当振动频率和幅值出现变化，且相位差不断变化或异常变化时，诊断存在轴承松动的风险；
58、在发电机转子上进行敲击测试时，观察是否有与转速相对应的固有频率响应，如果有固有频率与转速相重合，诊断存在过临界转速故障的风险；
59、在发电机水平方向的敲击测试或捕捉停机状态下的自由振动时，在不同转速下观察固有频率响应，确认是否存在固有频率与工作转速相接近的情况，若存在相接近的频率，诊断存在系统支撑刚性不足的风险。
60、与现有技术相比，本方案原理及优点如下：
61、基于搭建的实时振动监测系统进行发电机原始振动信号采集，获取发电机工作过程的振动数据；基于搭建的实时振动监测系统进行发电机启停机测试，获取发电机从0转到额定转速过程中的振动数据；基于发电机启停机测试获取的振动数据进行伯德图分析；对发电机进行敲击测试，获取发电机对应的固有频率数据；从发电机原始振动信号采集得到的振动数据中提取出相位数据；最后基于伯德图分析、固有频率数据、相位数据对风力发电机工频振动问题进行诊断。本技术方案通过实时振动监测、多维数据分析手段，能准确地对风力发电机工频振动故障进行诊断。
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1.一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，搭建的实时振动监测系统包括：振动传感器、数据采集模块、数据传输模块和远程分析服务器；
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，搭建实时振动监测系统还包括系统配置，系统配置包括：
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，基于发电机启停机测试获取的振动数据进行伯德图分析，包括：
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，对发电机进行敲击测试，获取发电机对应的固有频率数据包括：
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，从发电机原始振动信号采集得到的振动数据中提取出相位数据，包括：
7.根据权利要求6所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，采用希尔伯特变换将实数信号转换为复数信号：
8.根据权利要求7所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方
9.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，基于伯德图分析、固有频率数据、相位数据对风力发电机工频振动问题进行诊断，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，搭建的实时振动监测系统包括：振动传感器、数据采集模块、数据传输模块和远程分析服务器；
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，搭建实时振动监测系统还包括系统配置，系统配置包括：
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，基于发电机启停机测试获取的振动数据进行伯德图分析，包括：
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机工频振动问题诊断方法，其特征在于，对发电机进行敲击...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子顺，汪韵朗，王亭，赵东辉，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：
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