基于数据驱动的离心泵转速识别及故障诊断研究

作者：王建平,杨磊,张欣瑞,等. 日期：2023-10-19/span> 浏览：283 查看PDF文档

摘要:针对提取离心泵转速数据成本高、操作困难,获得的先验参数误差较大等问题,提出了一种完全基于数据驱动的离心泵转速识别模型。首先,采用快速傅里叶变换(FFT)得到了振动信号的复频谱,利用有效频段内的频谱计算了等效速度谱;然后,通过计算速度谱的谱峰值与本底能量之间的差值,获取了差值最大值,并将其与当前本底能量进行了对比(若满足条件,其对应的频率即为离心泵的转频);对原始振动信号进行了包络解调得到了包络谱,在包络谱中搜寻具有明显谐波特征的故障频率,并分析了故障频率周围的边带特征,结合故障频率和边带特征,对离心泵进行了故障诊断分析;最后,采用实验获得的实际离心泵振动数据,对上述算法模型的准确性进行了验证。实验结果表明:使用基于数据驱动的离心泵转速识别模型对具有明显内圈故障特征的离心泵冲击信号进行识别,其转频为43.58Hz,在包络谱中有明显的故障特征频率为214.8Hz,故障特征系数为4.93,符合轴承内圈故障信号特征,也与实际离心泵故障一致。研究结果表明:采用计算速度谱的谱峰值与本底能量之间差值的方法可以有效排除噪声的干扰,准确地识别设备的转速,可为实际工程中的设备故障诊断提供技术支持。

关键词:离心泵;转速识别;复频谱;等效速度谱;本底能量;故障特征系数

中图分类号:TH311;TH113.1文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)08-1218-07




本文引用格式:

王建平,杨磊,张欣瑞,等.基于数据驱动的离心泵转速识别及故障诊断研究［J］.机电工程,2023,40(8):1218-1224.

WANG Jian-ping, YANG Lei, ZHANG Xin-rui, et al. Speed identification and fault diagnosis of centrifugal pump based on data-driven［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(8):1218-1224.