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基于VMD-HHT方法的水电机组启动过渡过程振动信号分析研究

作者:杨华; 陈云良; 徐永; 赵琼水电机组过渡过程非平稳信号时频分析

摘要:随着中国水电机组数量及装机容量的不断增加,水电机组启动过渡过程故障问题也日趋明显,利用信号分析法对机组故障诊断得到广泛的应用。利用一种处理非线性非平稳信号自适应方法——变分模态分解(Variational Mode Decompostion,VMD),对葛洲坝某台机组启动过渡过程振动信号分析。首先,利用VMD方法对启动过渡过程仿真振动信号进行分析,验证VMD方法处理非线性非稳态信号的有效性。然后,利用该方法对机组启动过渡过程实测振动信号进行固有模态函数(IMF)的有效分离,通过Hilbert-Huang(HHT)变换对各IMF进行瞬时频率计算,得出相应的Hilbert谱,并将结果与经验模态分解(EMD)方法进行对比。从最终的振动信号分析中可以看出,通过VMD分解后的IMF可划分为3部分:第1部分主要为信号的发展趋势;第2部分主要为信号的基础分解,出现较强的规律性的"纺锤形"信号,且能够反映机组开机过程的振动变化规律;第3部分主要为干扰噪音或机组故障导致的高频特征信号,信号波形图无明显规律性,对应的Hilbert谱也明显具有主频波动小,幅值稳定等优势。结果表明:经VMD分解后,机组启动过渡过程振动信号各分量频率变化与机组转速时变规律吻合良好,能够有效提取特征频率,较EMD具有更好的自适应性,分析结果更加准确有效,能够更好地揭示水电机组过渡过程信号中的振动规律。

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工程科学与技术

《工程科学与技术》(双月刊)创刊于1957年,由中华人民共和国教育部主管,四川大学主办,CN刊号为:51-1773/TB,自创刊以来,颇受业界和广大读者的关注和好评。 《工程科学与技术》主要刊登水利与土木工程、化学与化学工程、材料科学与工程、机械工程、信息工程、电气工程、环境科学与工程、应用物理等工程学科方面研究、开发以及应用的有创造性的学术论文。优先刊登科学与技术领域中探索研究的新成果以及得到自然科学基金资助或重大攻关项目的科研成果。读者对象为高等院校理工类师生、科研人员和工程技术人员。 

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