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基于振动和转子电流深度融合的风电机组转频估计及故障诊断方法
1
作者 王城宇 万书亭 +2 位作者 张雄 王萱 慈铁军 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期621-633,共13页
针对单一振动信号或电流信号估计风电机组瞬时频率精度不高的问题,提出基于振动信号和转子电流信号深度融合的转频估计及齿轮箱故障诊断方法,旨在提高风电机组齿轮箱故障诊断的准确性。首先,分别利用变分模态分解和低通滤波对振动信号... 针对单一振动信号或电流信号估计风电机组瞬时频率精度不高的问题,提出基于振动信号和转子电流信号深度融合的转频估计及齿轮箱故障诊断方法,旨在提高风电机组齿轮箱故障诊断的准确性。首先,分别利用变分模态分解和低通滤波对振动信号和转子电流信号进行降噪处理,通过同步提取变换分别获得振动信号和转子电流信号的瞬时频率曲线,并对两种信号的时频曲线进行预处理,获得两条风电机组时频曲线;然后,提出DA-BLCNN深度网络模型,融合得到齿轮箱故障轴承的瞬时频率曲线;最后,采用阶次跟踪算法对齿轮箱振动信号进行等角度重采样,实现对齿轮箱的故障检测。变转速工况下的齿轮箱轴承故障实验验证结果表明,所提方法可有效实现齿轮箱故障诊断。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮箱 数据融合 转子电流 故障诊断 转频估计
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基于改进CNN-LSTM模型的滚动轴承多故障分类与诊断
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作者 张雄 王文强 +3 位作者 马亚伟 钟文超 万书亭 蔡伟 《中国工程机械学报》 北大核心 2026年第1期128-133,共6页
针对滚动轴承在多种工况下多种故障共存导致的智能故障诊断模型准确性下降问题,本文提出了一种二维卷积神经网络(2D-CNN)和长短期记忆网络(LSTM)集成的滚动轴承多故障诊断模型(MF2D-CNN-LSTM)。用2D-CNN代替以往的1D-CNN作为空间特征提... 针对滚动轴承在多种工况下多种故障共存导致的智能故障诊断模型准确性下降问题,本文提出了一种二维卷积神经网络(2D-CNN)和长短期记忆网络(LSTM)集成的滚动轴承多故障诊断模型(MF2D-CNN-LSTM)。用2D-CNN代替以往的1D-CNN作为空间特征提取器,以获取信号多种局部特征和全局特征,并引入批量归一层(BN)来优化模型。使用平均池化层代替最大池化层,全局平均池化层代替Flatten,将LSTM层作为信号时序信息特征提取器,对该模型处理数据的特征提取过程进行可视化。综合信号的空间和时序信息特征,通过分类层输出分类结果并将其可视化。通过西安交通大学XJTU-SY实验数据,验证了所提方法在多种工况下的多种轴承故障共存分类方面具有出色的效果。 展开更多
关键词 滚动轴承 卷积神经网络 长短期记忆网络 可视化 多分类问题
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考虑风剪切与塔影效应时叶片覆冰对风力机气动特性的影响
3
作者 王城宇 万书亭 +3 位作者 王一龙 邓超 田思宇 胡小立 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期498-507,共10页
以NREL 1.5 MW风力机为研究对象,基于ANSYS平台开展单向流固耦合计算,探讨在考虑风剪切和塔影效应时叶片覆冰对风力机气动特性的影响。首先,建立风力机的几何模型并进行验证。通过对比恒定风速、风剪切、恒定风速塔影效应以及风剪切塔... 以NREL 1.5 MW风力机为研究对象,基于ANSYS平台开展单向流固耦合计算,探讨在考虑风剪切和塔影效应时叶片覆冰对风力机气动特性的影响。首先,建立风力机的几何模型并进行验证。通过对比恒定风速、风剪切、恒定风速塔影效应以及风剪切塔影效应4种工况,分析这些工况对风力机叶片翼型压力分布的影响。随后,进一步研究这4种工况下,风力机叶片覆冰及其风轮在扭矩、升力和倾覆力矩等气动特性上的变化。结果表明,风剪切和塔影效应对覆冰叶片的气动性能产生显著影响,尤其在后缘翼型的正负压力差上表现出明显的突变。同时,风剪切和塔影效应引发覆冰叶片在扭矩、升力和倾覆力矩方面的3P(P为风力机旋转角频率)波动,且当叶片旋转至方位角180°时,各力矩均出现极值。 展开更多
关键词 风力机 流固耦合 叶片覆冰 风剪切 塔影效应 气动特性
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考虑转速波动时的双馈风力发电机气隙静偏心故障下定子振动特性分析 被引量:3
4
作者 王萱 万书亭 +2 位作者 张伯麟 张雄 绳晓玲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期448-457,共10页
提出并研究考虑转速波动的气隙静偏心故障特征分析,首先对故障特性进行理论分析,使用磁密-电磁力密度法推导得到考虑转速波动前后的气隙周向磁密、磁密随时间变化以及电磁力密度的解析表达,并分析其变化特性。然后,使用Matlab/Simulink-... 提出并研究考虑转速波动的气隙静偏心故障特征分析,首先对故障特性进行理论分析,使用磁密-电磁力密度法推导得到考虑转速波动前后的气隙周向磁密、磁密随时间变化以及电磁力密度的解析表达,并分析其变化特性。然后,使用Matlab/Simulink-Simplorer-Maxwell 2D建立包括气隙静偏心和发电机组控制模块的双馈风力发电机组模型及转速波动模型。最后,在可模拟双馈风力发电机转速波动和气隙静偏心的实验平台进行实验验证,获得考虑转速波动前后的定子铁芯振动信号,使用基于短时傅里叶变换的同步压缩变换获取振动信号的时频特征。结果表明,考虑转速波动之后,气隙静偏心将导致磁密中存在3k(k=1,2,3,…)倍机械转频,电磁力密度和振动信号中存在2f±3kf_(w)(f_(w)为叶轮转频)的频率,通过同步压缩变换可提取到频率分量2f±3kf_(w)t,其中2f±3kf_(w)t是转速波动引起的。 展开更多
关键词 风电机组 风速 故障诊断 气隙静偏心 定子振动特性 同步压缩变换
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双馈异步发电机定子匝间短路对并联支路环流特性的影响 被引量:2
5
作者 何玉灵 刘翔奥 +5 位作者 代德瑞 徐明星 张文 赵路佳 万书亭 李俊卿 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期74-81,共8页
分析了双馈异步发电机定子匝间短路故障前后的定子绕组并联支路环流特性。首先对正常情况和匝间短路情况下气隙磁通密度表达式进行了推导,得到了并联支路环流的解析表达式;然后建立了故障前后的二维有限元计算模型并对并联支路环流进行... 分析了双馈异步发电机定子匝间短路故障前后的定子绕组并联支路环流特性。首先对正常情况和匝间短路情况下气隙磁通密度表达式进行了推导,得到了并联支路环流的解析表达式;然后建立了故障前后的二维有限元计算模型并对并联支路环流进行求解计算;最后在故障模拟发电机组上完成了实验验证,所得实验结果与理论推导及有限元仿真结果基本吻合。结果表明:正常情况下发电机定子绕组无并联支路环流,而单条支路短路故障发生后并联支路内出现环流,其频率成分为f、f_(u)、(1+(n±x)(1-s))f,并且随着故障程度的加剧各并联支路环流频率成分幅值将会增加;两条并联支路发生相同程度短路故障后无并联支路环流。 展开更多
关键词 双馈异步发电机 定子匝间短路 有限元分析 并联支路环流 故障特征。
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永磁发电机动偏心故障下关键部件振动特性 被引量:1
6
作者 何玉灵 代德瑞 +4 位作者 徐明星 张文 万书亭 唐贵基 慈铁军 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期535-542,623,624,共10页
针对永磁同步发电机气隙动偏心故障下关键部件振动特性研究不足的问题,提出便捷经济的发电机动偏心实验模拟方案,分析发电机定子、定子绕组与转子在动偏心故障前后的振动特性。首先,通过建立理论解析模型,揭示动偏心对定子单位面积磁拉... 针对永磁同步发电机气隙动偏心故障下关键部件振动特性研究不足的问题,提出便捷经济的发电机动偏心实验模拟方案,分析发电机定子、定子绕组与转子在动偏心故障前后的振动特性。首先,通过建立理论解析模型,揭示动偏心对定子单位面积磁拉力、绕组电磁力与转子不平衡磁拉力及相关部件振动特性的影响机理;其次,构建有限元模型并进行电磁与谐响应分析,阐明定子、绕组及转子的激振力与振动响应特性;然后,搭建基于轴承内圈更换的动偏心实验模拟装置并进行关键部件的振动测试,实现不同偏心程度下的实验验证;最后,对理论、仿真与实验结果进行对比验证,三者结论一致。结果表明:正常情况下定子单位面积磁拉力与绕组电磁力频率成分主要为直流与二倍频,定子及端部绕组的振动频率成分主要为二倍频,转子因无不平衡磁拉力激励故无振动;但动偏心故障下定子单位面积磁拉力与绕组电磁力及二者的振动响应会产生原频率加减转子转频的边带频率成分,而转子受到方向不断变化的不平衡磁拉力,产生频率为转频的振动,且关键部件的受力及振动幅值随着偏心程度的增大而增大。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 动偏心 关键部件 振动特性 频率成分
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考虑静偏心时永磁发电机局部失磁下定子振动特性 被引量:1
7
作者 何玉灵 邢云 +5 位作者 付滋翔 代德瑞 徐明星 周福成 万书亭 李俊卿 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期106-116,共11页
通过理论推导、有限元计算和实验验证,分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是,提出了一种新的发电机局部失磁模型,并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况... 通过理论推导、有限元计算和实验验证,分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是,提出了一种新的发电机局部失磁模型,并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况下的气隙磁密,推导出定子所受单位面积磁拉力的表达式,然后在一台四对极永磁同步发电机上进行有限元仿真计算和实验验证,理论、仿真与实验结果基本吻合。结果表明,正常情况下定子振动只有偶数倍频成分,静偏心故障不会引入新频率成分,但会增大定子振动各频率幅值。发生局部失磁故障时,出现新的分数倍频成分(f/4、f/2、3f/4……),原有的偶数倍频幅值基本不变。复合故障下也出现分数倍频成分,且失磁程度一致时,偶数倍频幅值随着偏心故障的加剧而增大,分数倍频幅值基本不变。偏心程度一定时,随着局部失磁故障的加剧,偶数倍频幅值基本不变,分数倍频幅值增大。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 气隙静偏心 局部失磁 定子振动 有限元计算
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风速分布差异对双馈发电机绕组不对称故障特性影响分析
8
作者 绳晓玲 程紫瑶 +3 位作者 韩旭超 王天翔 万书亭 张雄 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期618-627,共10页
为了更准确地掌握双馈风力发电机绕组不对称故障的特征,从叶轮扫掠面内的实际风况出发,研究风剪切和塔影效应引起的风速时空分布差异对绕组不对称故障特征的影响。首先分析考虑风速时空分布差异后的等效风速模型,并基于该模型对机组特... 为了更准确地掌握双馈风力发电机绕组不对称故障的特征,从叶轮扫掠面内的实际风况出发,研究风剪切和塔影效应引起的风速时空分布差异对绕组不对称故障特征的影响。首先分析考虑风速时空分布差异后的等效风速模型,并基于该模型对机组特性进行研究,得到考虑风速时空分布差异的定子电流特性,然后分析风速分布差异参数(风剪切指数、塔筒半径和中心距)对定子电流特性的影响。接下来利用Matlab/Simulink平台进行仿真验证,并通过双馈风力发电机组故障模拟平台进行实验验证。研究结果表明,与现有的基于轮毂处平均风速的故障特征相比,考虑风速时空分布差异后,定子电流基频和3倍频的两侧均出现了3kP(k为整数,P为叶轮转频)为主的调制频率;不同风速分布参数会对上述的特征频率产生不同的影响。研究结果完善了双馈风电机组故障诊断理论体系,对实际故障诊断有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 风力发电机 故障诊断 风速 绕组不对称 双馈风力发电机
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基于转子绕组电流的双馈风电机组齿轮箱阶次跟踪与故障诊断 被引量:5
9
作者 王城宇 万书亭 +2 位作者 王萱 张伯麟 赵晓艳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期556-564,共9页
针对目前利用振动信号对变转速情况下风电机组齿轮箱诊断不佳的问题,提出一种基于转子绕组电流的双馈风电机组齿轮箱阶次跟踪与故障诊断方法。首先,通过优化变分模态分解算法分析双馈异步风力发电机(DFIG)转子绕组电流,获得滤波后的电... 针对目前利用振动信号对变转速情况下风电机组齿轮箱诊断不佳的问题,提出一种基于转子绕组电流的双馈风电机组齿轮箱阶次跟踪与故障诊断方法。首先,通过优化变分模态分解算法分析双馈异步风力发电机(DFIG)转子绕组电流,获得滤波后的电流信号。然后,采用同步提取变换方法对转子绕组电流进行时频分析,基于提取的电流信号时频脊线和转子绕组电流估计转频原理,计算DFIG转子的瞬时转频。根据齿轮箱之间传动比,推导出行星齿轮箱输出端轴承转频。最后,对采集的行星齿轮箱振动信号进行等角度重采样,通过获得的稳态角域信号进行包络阶次谱分析,实现对双馈风电机组齿轮箱的故障诊断。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮箱 故障诊断 阶次跟踪 转子绕组电流
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箱型图与特征融合模型在轮对轴承标签混淆数据分类中的应用 被引量:1
10
作者 张雄 李嘉禄 +3 位作者 董帆 武文博 万书亭 顾晓辉 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期88-95,共8页
深度学习方法在列车轮对轴承故障诊断领域表现出了巨大的潜力,但其可以有效实现的前提是各类数据与类别标签之间能够正确匹配,对于含有少量标签错误样本的数据,传统深度学习方法难以实现预期的诊断效果。针对此问题,提出了一种箱型图法... 深度学习方法在列车轮对轴承故障诊断领域表现出了巨大的潜力,但其可以有效实现的前提是各类数据与类别标签之间能够正确匹配,对于含有少量标签错误样本的数据,传统深度学习方法难以实现预期的诊断效果。针对此问题,提出了一种箱型图法与特征融合模型相结合的故障诊断方法。利用列车轮对轴承实验数据对所提方法进行验证,结果表明,相比于直接利用传统神经网络模型进行故障诊断,本文所提方法的诊断准确率更高,说明本文方法对于含有少量标签错误样本的轴承数据具有更好的处理效果。 展开更多
关键词 故障诊断 轮对轴承 标签错误 特征融合 箱型图
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BF型与QJ型瓦斯继电器重瓦斯动作特性比较研究
11
作者 张智 万书亭 +5 位作者 马金阳 张春辉 易万爽 龙小波 田思宇 何士贤 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第11期109-119,共11页
瓦斯继电器是油浸式变压器重要的非电量保护装置,本文采用实验与仿真方法,深入研究了BF型双浮球瓦斯继电器与QJ型瓦斯继电器重瓦斯动作特性及其差异。首先对两种瓦斯继电器结构和受力进行了对比分析,然后研制瓦斯继电器重瓦斯动作特性... 瓦斯继电器是油浸式变压器重要的非电量保护装置,本文采用实验与仿真方法,深入研究了BF型双浮球瓦斯继电器与QJ型瓦斯继电器重瓦斯动作特性及其差异。首先对两种瓦斯继电器结构和受力进行了对比分析,然后研制瓦斯继电器重瓦斯动作特性实验平台,分别测试分析了在不同故障程度激励下的重瓦斯动作流速、动作压强和重瓦斯动作信号。最后以实验测试流速曲线为边界条件,对两种瓦斯继电器内部流场和挡板动作特性进行数值仿真。研究结果表明:BF型的磁铁-挡板结构相比于QJ型的弹簧-挡板结构,从挡板转动到干簧管磁接点闭合时间更短,有更高的灵敏度,重瓦斯动作对应流速较为稳定,且挡板旋转角速度、角加速度在重瓦斯动作时的峰值更大,具有更高的速动性。 展开更多
关键词 油浸式变压器 BF型瓦斯继电器 QJ型瓦斯继电器 重瓦斯动作特性
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基于机电信号融合的双馈发电机故障诊断 被引量:1
12
作者 王萱 万书亭 +1 位作者 闫慧丽 陈艺杰 《控制与信息技术》 2025年第1期33-38,共6页
针对双馈发电机匝间短路和气隙偏心故障的诊断,目前的分析大多基于单一信号,而发电机的运行环境比较复杂,因此难以准确反映发电机的真实运行状态。文章提出一种基于机电信号融合的双馈发电机故障诊断方法,其首先采集不同运行状态下的转... 针对双馈发电机匝间短路和气隙偏心故障的诊断,目前的分析大多基于单一信号,而发电机的运行环境比较复杂,因此难以准确反映发电机的真实运行状态。文章提出一种基于机电信号融合的双馈发电机故障诊断方法,其首先采集不同运行状态下的转子电流、定子电压和定子振动信号,并利用多尺度的卷积神经网络分别对电流、电压和定子径向振动信号进行分类,然后通过在决策端利用DS证据理论的信号融合进行双馈发电机匝间短路和气隙偏心故障的诊断,以提高训练的速度和识别率。结果表明,针对发电机匝间短路和气隙静偏心故障,采用该方法的故障识别率可以达到99%。 展开更多
关键词 双馈发电机 多尺度CNN DS证据理论 故障诊断
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基于振动信号的高压断路器弹簧疲劳程度检测方法 被引量:26
13
作者 豆龙江 何玉灵 +2 位作者 万书亭 张雄 王晓龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期6420-6430,共11页
针对在运高压断路器时有发生弹簧疲劳故障且传统方法无法在线检测的问题,该文提出一种基于振动信号的高压断路器弹簧疲劳程度检测方法。首先,根据高压断路器的工作原理,对其运动过程能量传递机理进行分析,并将整体进行了质点简化;然后,... 针对在运高压断路器时有发生弹簧疲劳故障且传统方法无法在线检测的问题,该文提出一种基于振动信号的高压断路器弹簧疲劳程度检测方法。首先,根据高压断路器的工作原理,对其运动过程能量传递机理进行分析,并将整体进行了质点简化;然后,对振动信号进行滤波处理,结合简化的质点模型,构建不同测点动能的函数关系式,换算得到各个质点的等效能量分布;最后,采用非线性最小二乘法构建出高压断路器能量传递函数,并推算出了弹簧储能值。实验结果表明,利用所提方法计算得到的弹簧储能值检测误差在2.2%以内,验证了所提方法的有效性和准确性,为高压断路器弹簧疲劳程度在线检测提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 高压断路器 弹簧疲劳 振动信号 非线性最小二乘法
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基于振电结合的高压断路器特征提取及分类方法研究 被引量:13
14
作者 万书亭 李聪 +2 位作者 豆龙江 马晓棣 杨晓红 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第4期31-38,53,共9页
为了对高压断路器操作机构的工作状态进行较准确的评估,提高高压断路器机构的运行稳定性,提出了一种基于振动信号与电流信号结合的高压断路器信号特征提取和分类方法。首先通过对高压断路器分合闸线圈电流信号和振动信号的机理分析,提... 为了对高压断路器操作机构的工作状态进行较准确的评估,提高高压断路器机构的运行稳定性,提出了一种基于振动信号与电流信号结合的高压断路器信号特征提取和分类方法。首先通过对高压断路器分合闸线圈电流信号和振动信号的机理分析,提出利用时间节点参数作为特征向量,然后采用曲线斜率方法提取电流信号时间参数,利用基于短时能量的双门限法提取振动事件的时间参数,将两者的参数作为模式识别的特征向量。最后通过支持向量机(Support Vector Machine, SVM)分类结果表明:线圈电流曲线与振动信号相结合能够准确而全面地反映操作机构的运行状况,利用SVM可以快速准确的判断操作机构的故障类型,对于断路器的故障诊断和检修维护具有重要的意义。 展开更多
关键词 高压断路器 线圈电流 振动信号 特征提取 支持向量机(SVM)
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强噪源干扰下的滚动轴承复合故障分离方法研究 被引量:16
15
作者 万书亭 张雄 豆龙江 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1950-1959,共10页
针对强背景噪声干扰下的轴承复合故障难以准确分离提取,噪声与复合故障各成分间相互影响容易造成误诊或漏诊的问题,提出基于变分模态分解(VMD)及最大相关峭度解卷积(MCKD)的复合故障分离方法。首先对复合故障信号进行变分模态分解并根... 针对强背景噪声干扰下的轴承复合故障难以准确分离提取,噪声与复合故障各成分间相互影响容易造成误诊或漏诊的问题,提出基于变分模态分解(VMD)及最大相关峭度解卷积(MCKD)的复合故障分离方法。首先对复合故障信号进行变分模态分解并根据峭度及相关系数准则重构信号作为前置滤噪处理,然后选取合理的滤波器长度及解卷积周期对重构信号进行最大相关峭度解卷积运算以实现故障特征分离,并结合1.5维能量谱强化信号瞬时冲击特征的优点,准确实现复合故障诊断,最后通过噪源干扰下的外圈、内圈复合故障实测信号分析验证该方法的有效性。研究结果表明:VMD方法能够有效滤除噪声干扰,且其滤噪效果比集合经验模态分解(EEMD)方法的滤噪效果好;MCKD方法能够将外圈、内圈故障分离,避免复合故障各成分间的相互干扰;1.5维能量谱能够强化谱图中的瞬时冲击特征。 展开更多
关键词 滚动轴承 复合故障 变分模态分解 最大相关峭度解卷积
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基于PPCA-1.5维能量谱的滚动轴承故障诊断 被引量:14
16
作者 万书亭 张雄 +1 位作者 南冰 张力佳 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期172-176,182,共6页
针对强背景噪声下滚动轴承的非线性、非平稳故障特征提取不足的问题,提出了融合概率主成分分析(PPCA)及1.5维Teager能量谱的故障特征分析方法。首先对信号进行概率主成分分析,通过对信号降维重构信号,提取信号故障特征主成分,去除强背... 针对强背景噪声下滚动轴承的非线性、非平稳故障特征提取不足的问题,提出了融合概率主成分分析(PPCA)及1.5维Teager能量谱的故障特征分析方法。首先对信号进行概率主成分分析,通过对信号降维重构信号,提取信号故障特征主成分,去除强背景噪声干扰;然后对重构信号进行1.5维能量谱分析,从而获得轴承故障特征谱信息。利用所提方法对滚动轴承模拟数据及实验数据进行分析,结果表明与集合经验模态分解(EEMD)包络谱相比,采用PPCA与1.5维能量谱的分析方法在进行滚动轴承故障高阶倍频提取时具有一定的优势。 展开更多
关键词 滚动轴承 概率主成分分析 1.5维能量谱 故障诊断
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基于振动信号短时能熵比与DTW的高压断路器状态评估及故障诊断 被引量:46
17
作者 万书亭 马晓棣 +3 位作者 陈磊 豆龙江 吕鹏瑞 周国伟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4249-4257,共9页
针对高压断路器在线监测问题,提出了一种基于短时能熵比与动态时间规整(dynamic time warping, DTW)算法的高压断路器状态评估及故障诊断方法。首先对断路器正常工况下的振动信号与未知工况下的振动信号分别进行分帧,依次计算2组振动信... 针对高压断路器在线监测问题,提出了一种基于短时能熵比与动态时间规整(dynamic time warping, DTW)算法的高压断路器状态评估及故障诊断方法。首先对断路器正常工况下的振动信号与未知工况下的振动信号分别进行分帧,依次计算2组振动信号的短时能熵比;然后以正常工况信号计算得到的短时能熵比作为基准向量,以未知工况信号计算得到的短时能熵比作为测试向量输入DTW,得到2个输入向量的最优匹配路径;最后根据匹配路径的变化曲线判断断路器的工作状态。为验证该诊断方法的优越性,将原始信号及原始信号的短时能量作为输入向量输入DTW,结果表明,以短时能熵比作为DTW输入向量的故障诊断方法仅需1组正常工况下的振动信号作为基准,可快速、准确、直观地对断路器的运行状态进行评估判断,并可应用到高压断路器的在线监测中。 展开更多
关键词 高压断路器 振动信号 短时能熵比 动态时间规整 故障诊断
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基于等效风速的风电机组参数对输出功率波动和功率损失特性的影响 被引量:10
18
作者 万书亭 程侃如 +1 位作者 绳晓玲 王萱 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期125-131,共7页
以大型三叶风电机组为例,研究发电机组参数对输出功率波动及功率损失的影响。首先建立包括风剪切和塔影效应的等效风速模型,推导输出功率和功率系数的数学模型,研究叶轮半径、塔筒高度、塔筒直径和叶片到塔筒中线的悬垂距离等相关参数... 以大型三叶风电机组为例,研究发电机组参数对输出功率波动及功率损失的影响。首先建立包括风剪切和塔影效应的等效风速模型,推导输出功率和功率系数的数学模型,研究叶轮半径、塔筒高度、塔筒直径和叶片到塔筒中线的悬垂距离等相关参数对功率波动的频率、幅值、波长、波动区域等特性影响规律。然后建立功率损失的数学模型,研究风电机组参数通过风剪切和塔影效应对功率损失造成的影响规律。结果表明:不同参数通过风剪切和塔影效应对输出功率周期性波动及功率损失的影响规律不同,功率周期性波动的幅值及波长受塔筒直径和悬垂距离2个参数影响较大,而功率损失受叶轮半径和塔筒高度2个参数影响较大,但其作用效果相反:功率损失程度随叶轮半径的增大而增大,但随塔筒高度的增大而减小。 展开更多
关键词 风电机组 功率损失 风剪切 等效风速 功率波动
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基于风速时空分布的双馈风力发电机组叶轮质量不平衡故障特性分析 被引量:10
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作者 万书亭 程侃如 +1 位作者 绳晓玲 王萱 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期236-243,共8页
综合考虑自然风速时空分布以及风剪切、塔影效应的影响,分析叶轮质量不平衡故障对双馈风力发电机组电气特性的影响。首先对故障特性进行理论分析,分别推导得到了考虑风速时空分布前后叶轮质量不平衡故障下转矩和定子电流的解析表达式及... 综合考虑自然风速时空分布以及风剪切、塔影效应的影响,分析叶轮质量不平衡故障对双馈风力发电机组电气特性的影响。首先对故障特性进行理论分析,分别推导得到了考虑风速时空分布前后叶轮质量不平衡故障下转矩和定子电流的解析表达式及其变化特性;然后在Matlab/Simulink平台进行仿真验证。理论和仿真表明,考虑风速时空分布以及风剪切、塔影效应的影响后,叶轮质量不平衡故障将导致定子电流中存在转频及3k(k=1,2,…,n)倍转频的调制频率,但以转频和3倍频波动为主。其中3k倍频是由风速时空分布造成的,其幅值不会随故障程度变化。使用等效风速替代平均风速,该研究更加贴合自然界中风力机实际运行状况,可为实际风力机运行中的故障诊断提供参考。 展开更多
关键词 双馈风力发电机 故障诊断 叶轮 风速分布 电气特性
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自适应陷波理论及其在轴承故障诊断中的应用 被引量:6
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作者 万书亭 张雄 +1 位作者 庞彬 豆龙江 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期141-147,共7页
滚动轴承故障冲击特征易被工频载波信号淹没,而传统的信号降噪方法对工频干扰不具有针对性,所以将工频陷波理论引入到轴承故障诊断中。由于陷波的窄带滤波特性,其对中心频率及带宽参数变化较为敏感,通过粒子群多参数寻优,以时域峭度最... 滚动轴承故障冲击特征易被工频载波信号淹没,而传统的信号降噪方法对工频干扰不具有针对性,所以将工频陷波理论引入到轴承故障诊断中。由于陷波的窄带滤波特性,其对中心频率及带宽参数变化较为敏感,通过粒子群多参数寻优,以时域峭度最大原则对陷波器中心频率及带宽进行自适应选取,以时域波形匹配方差作为评价指标验证陷波对故障冲击特性的还原能力。试验分析表明自适应陷波可以有效地从工频调制信号中解调出故障冲击特征,对陷波后信号进行包络谱分析,其故障特征谱线得到增强,辅助以集合经验模态分解(EEMD)、变分模态分解(VMD)去噪方法,可以得到更理想的效果。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 粒子群优化算法 自适应陷波器
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