风电故障诊断技术
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在3～5甚至更小，而大型机组在5～7；超过上述数值，很可 能是不安全的； ➢ 转子的振型； ➢ 系统的阻尼大小； ➢ 转子上机械偏差和电气偏差的大小； ➢ 转子是否发生了热弯曲。 ➢ 由这些数据可以获得有关转子的动平衡状况和振动体的刚 度、阻尼特性等动态数据。
14
-- 常用图谱--极坐标图
极坐标图是波德图的极坐标表现形式，比波德图更为直观。 图中用一旋转矢量的点代表转子的轴心，该点在各个转速下 所处位置的极半径就代表了轴的径向振幅，该点在极坐标上 的角度就是此时振动的相位角。
-- 振动传感器
速度传 感器
加速度 传感器
复合传 感器
10～ 500Hz 或 10～ 1000HZ
0.2～ 10000HZ 或更高
0～ 2000HZ
wk.baidu.com
轴承座的绝对 振动
轴承座的绝对 振动
转轴绝对振动 转轴相对振动 轴承座的绝对 振动 转轴在轴承间 隙内的径向位 移
不需电源，简单方便 灵敏度高 输出信号大、输出阻抗 低，电气性能稳定性 好，不受外部噪声干扰 频响范围宽 体积小、重量轻 灵敏度高
15
-- 常用图谱--频谱瀑布图
用某一测点在启停机（或正常运行中）时连续测得的一组 频谱图按时间顺序组成的三维谱图就是频谱瀑布图。Z轴是 时间轴相同阶次频率的谱线集和Z轴是平行的。从图中可以 清楚地看出各种频率的振幅随时间是如何变化的。
16
-- 常用图谱--轴心轨迹图
轴心轨迹一般是指转子上的轴心一点相对于轴承座在其与 轴线垂直的平面内的运动轨迹。
• 体积小、速度快的 计算机
1960 1970 1980 1990 2000 2010
2
-- 以可靠性为中心的维修
3
-- 以可靠性为中心的维修
由于旋转设备70%以上的故障都可以由振动数值的变化表 现出来，因此在进行预防性维修的基础上，运转中设备有 50% 以上问题可以由振动信号的变化分析出来，在设备故障 停机之前及时解决。
均 平方 均幅 幅值 值
C xp xrms
均峰 方值 幅值
I
xP x'
平峰 均值 幅值
峭度 波形指标 峰值指标 脉冲指标
L xP xr
方峰 根值 幅值裕度指标
9
-- 振动传感器
现场振动测试采用的传感器一般有非接触式电涡流传感器、 速度传感器、加速度传感器和复合传感器（它是由一个非接 触传感器和一个惯性传感器组成）四种。每一种传感器都有 它们固有的频响特性，其决定了各自的工作范围。
7
-- 名词术语
➢ 相位：是指旋转机械测量中某一瞬间机器的选频振动信 号（如基频）与轴上某一固定标志（如键相器）之间的相位 差。
振动速度相位超前振动位移90°； 振动加速度相位超前 振动速度90°； 振动加速度相位超前振动位移180°。
8
-- 名词术语
xq
1 N
N1 i0
xi4
/
xa2
3
Kxrms x'
6
-- 名词术语
➢ 周期：物体完成一个完整的振动所需要的时间，以T0表 示。单位一般是用“秒”来表示。例如一个单摆，它的周期 就是重锤从左运动到右，再从右运动回左边起点所需要的时 间。 ➢ 频率：是指振动物体在单位时间（1秒）内所产生振动的 次数，即Hz，以f0表示。很显然，f0＝1／T0。对于旋转机 械的振动来说，存在下述令人感兴趣的频率：a）转动轴的 旋转频率；b）各种振动分量的频率；c）机器自身和基础或 其它附着物的固有频率。
据国外企业统计，采用诊断技术后事故率可减少75%，维 修费用可降低25%～50%。
4
-- 以可靠性为中心的维修
由于旋转设备70%以上的故障都可以由振动数值的变化表 现出来，因此在进行预防性维修的基础上，运转中设备有 50% 以上问题可以由振动信号的变化分析出来，在设备故障 停机之前及时解决。
据国外企业统计，采用诊断技术后事故率可减少75%，维 修费用可降低25%～50%。
5
-- 名词术语
机械振动是指物体围绕其平衡位置附近来回摆动并随时间 变化的一种运动。机械振动通常以其幅值、周期（频率）和 相位来描述，它们是描述振动的三个基本参量。 ➢ 幅值：表示物体动态运动或振动的幅度，它是机械振动 强度的标志，也是机器振动严重程度的一个重要指标。振幅 的大小可以表示为峰－峰值（P－P）、单峰值（0－P）、有 效值（RMS）或平均值（Average）。
17
-- 常用图谱--轴心轨迹图
18
-- 常用图谱--振动趋势图
在机组运行时，可利用趋势图来显示、记录机器的通频 振动、各频率分量的振动、相位或其它过程参数是如何随时 间变化的。
19
-- 常用图谱--波形频谱图
20
-- 故障诊断
带传动系统： 带驱动相关振动.
故障诊断技术 ---振动测试
石磊 2007年05月
1
-- 以可靠性为中心的维修
第一阶段： • 损坏后修换
1940 1950
第二阶段：
• 定期大修
• 工作的计划性
• 控制系统出现
• 出现体积大、 速度慢的计算 机
第三阶段：
• 状态监测
• 可靠性和维修性设 计
• 危害分析
• 故障模式和影响分 析
• 专家系统
传感器 种类 电涡流 传感器
频响特性
0～ 5000HZ 或 0～ 10000Hz
测量适用范围
转轴相对振动 轴心轨迹 轴承油膜厚度 轴位移和胀差 转速和相位
优点
非接触测量 测量范围宽 灵敏度高 抗干扰能力强 不受介质影响 结构简单
缺点
对被测材料敏感 存在机械偏差和 电气偏差的可能 及影响 安装较复杂
10
非接触测量 无磨损 牢固可靠
动态范围有限 尺寸和重量大 弹簧件易失效 受高温影响较大
不易在高温环境 下使用 装配困难、成品 率低 对被测材料敏感 安装较复杂
11
-- 常用图谱—时域波形
总体上掌握所测信号随时间的变化规律,基本应用如下： 1)根据纵坐标刻度可了解到信号大小； 2)根据横坐标刻度可大致了解某些主要频率成分， 3)某些周期性或脉冲冲击信号在时域波形上更容易发现。
12
-- 常用图谱--波德图
波德图是反映机器振动幅值和相位随转速变化的关系曲线。 横坐标是转速，纵坐标有两个，一个是振幅峰－峰值，另一个 是相位。
13
-- 常用图谱--波德图
波德图上我们可以得到以下信息： ➢ 转子系统在各种转速下的振幅和相位； ➢ 转子系统的临界转速； ➢ 转子系统的共振放大系数(Q=Amax／ε)；一般小型机组Q
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-- 常用图谱--极坐标图
极坐标图是波德图的极坐标表现形式，比波德图更为直观。 图中用一旋转矢量的点代表转子的轴心，该点在各个转速下 所处位置的极半径就代表了轴的径向振幅，该点在极坐标上 的角度就是此时振动的相位角。
-- 振动传感器
速度传 感器
加速度 传感器
复合传 感器
10～ 500Hz 或 10～ 1000HZ
0.2～ 10000HZ 或更高
0～ 2000HZ
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轴承座的绝对 振动
轴承座的绝对 振动
转轴绝对振动 转轴相对振动 轴承座的绝对 振动 转轴在轴承间 隙内的径向位 移
不需电源，简单方便 灵敏度高 输出信号大、输出阻抗 低，电气性能稳定性 好，不受外部噪声干扰 频响范围宽 体积小、重量轻 灵敏度高
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-- 常用图谱--频谱瀑布图
用某一测点在启停机（或正常运行中）时连续测得的一组 频谱图按时间顺序组成的三维谱图就是频谱瀑布图。Z轴是 时间轴相同阶次频率的谱线集和Z轴是平行的。从图中可以 清楚地看出各种频率的振幅随时间是如何变化的。
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-- 常用图谱--轴心轨迹图
轴心轨迹一般是指转子上的轴心一点相对于轴承座在其与 轴线垂直的平面内的运动轨迹。
• 体积小、速度快的 计算机
1960 1970 1980 1990 2000 2010
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-- 以可靠性为中心的维修
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-- 以可靠性为中心的维修
由于旋转设备70%以上的故障都可以由振动数值的变化表 现出来，因此在进行预防性维修的基础上，运转中设备有 50% 以上问题可以由振动信号的变化分析出来，在设备故障 停机之前及时解决。
均 平方 均幅 幅值 值
C xp xrms
均峰 方值 幅值
I
xP x'
平峰 均值 幅值
峭度 波形指标 峰值指标 脉冲指标
L xP xr
方峰 根值 幅值裕度指标
9
-- 振动传感器
现场振动测试采用的传感器一般有非接触式电涡流传感器、 速度传感器、加速度传感器和复合传感器（它是由一个非接 触传感器和一个惯性传感器组成）四种。每一种传感器都有 它们固有的频响特性，其决定了各自的工作范围。
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-- 名词术语
➢ 相位：是指旋转机械测量中某一瞬间机器的选频振动信 号（如基频）与轴上某一固定标志（如键相器）之间的相位 差。
振动速度相位超前振动位移90°； 振动加速度相位超前 振动速度90°； 振动加速度相位超前振动位移180°。
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-- 名词术语
xq
1 N
N1 i0
xi4
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xa2
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Kxrms x'
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-- 名词术语
➢ 周期：物体完成一个完整的振动所需要的时间，以T0表 示。单位一般是用“秒”来表示。例如一个单摆，它的周期 就是重锤从左运动到右，再从右运动回左边起点所需要的时 间。 ➢ 频率：是指振动物体在单位时间（1秒）内所产生振动的 次数，即Hz，以f0表示。很显然，f0＝1／T0。对于旋转机 械的振动来说，存在下述令人感兴趣的频率：a）转动轴的 旋转频率；b）各种振动分量的频率；c）机器自身和基础或 其它附着物的固有频率。
据国外企业统计，采用诊断技术后事故率可减少75%，维 修费用可降低25%～50%。
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-- 以可靠性为中心的维修
由于旋转设备70%以上的故障都可以由振动数值的变化表 现出来，因此在进行预防性维修的基础上，运转中设备有 50% 以上问题可以由振动信号的变化分析出来，在设备故障 停机之前及时解决。
据国外企业统计，采用诊断技术后事故率可减少75%，维 修费用可降低25%～50%。
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-- 名词术语
机械振动是指物体围绕其平衡位置附近来回摆动并随时间 变化的一种运动。机械振动通常以其幅值、周期（频率）和 相位来描述，它们是描述振动的三个基本参量。 ➢ 幅值：表示物体动态运动或振动的幅度，它是机械振动 强度的标志，也是机器振动严重程度的一个重要指标。振幅 的大小可以表示为峰－峰值（P－P）、单峰值（0－P）、有 效值（RMS）或平均值（Average）。
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-- 常用图谱--轴心轨迹图
18
-- 常用图谱--振动趋势图
在机组运行时，可利用趋势图来显示、记录机器的通频 振动、各频率分量的振动、相位或其它过程参数是如何随时 间变化的。
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-- 常用图谱--波形频谱图
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-- 故障诊断
带传动系统： 带驱动相关振动.
故障诊断技术 ---振动测试
石磊 2007年05月
1
-- 以可靠性为中心的维修
第一阶段： • 损坏后修换
1940 1950
第二阶段：
• 定期大修
• 工作的计划性
• 控制系统出现
• 出现体积大、 速度慢的计算 机
第三阶段：
• 状态监测
• 可靠性和维修性设 计
• 危害分析
• 故障模式和影响分 析
• 专家系统
传感器 种类 电涡流 传感器
频响特性
0～ 5000HZ 或 0～ 10000Hz
测量适用范围
转轴相对振动 轴心轨迹 轴承油膜厚度 轴位移和胀差 转速和相位
优点
非接触测量 测量范围宽 灵敏度高 抗干扰能力强 不受介质影响 结构简单
缺点
对被测材料敏感 存在机械偏差和 电气偏差的可能 及影响 安装较复杂
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非接触测量 无磨损 牢固可靠
动态范围有限 尺寸和重量大 弹簧件易失效 受高温影响较大
不易在高温环境 下使用 装配困难、成品 率低 对被测材料敏感 安装较复杂
11
-- 常用图谱—时域波形
总体上掌握所测信号随时间的变化规律,基本应用如下： 1)根据纵坐标刻度可了解到信号大小； 2)根据横坐标刻度可大致了解某些主要频率成分， 3)某些周期性或脉冲冲击信号在时域波形上更容易发现。
12
-- 常用图谱--波德图
波德图是反映机器振动幅值和相位随转速变化的关系曲线。 横坐标是转速，纵坐标有两个，一个是振幅峰－峰值，另一个 是相位。
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-- 常用图谱--波德图
波德图上我们可以得到以下信息： ➢ 转子系统在各种转速下的振幅和相位； ➢ 转子系统的临界转速； ➢ 转子系统的共振放大系数(Q=Amax／ε)；一般小型机组Q