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如何從振動信號中提取轉速?

時間:2023/3/13閱讀:1218
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應用背景:

旋轉機械行業常使用硬件方式來獲取轉速信號,但這種方式會額外增加人力物力,并且常會受到安裝條件的限制。為了解決硬件方式的諸多弊端,可用非轉速計方式獲取轉速,作為轉速測量的補充。東方所在對非轉速數據三維譜振分析的基礎上,提出了一種瞬時轉速估計方法,和硬件獲取轉速對比,兩者的一致性很好。此方法為旋轉機械行業的轉速信號獲取提供了一種經濟、準確和可靠的途徑。


旋轉部件轉速獲取成為了工程部門的需求痛點

隨著經濟的快速發展,旋轉機械類的產品在制造業的應用越來越多。對產品的振動噪聲評價時,技術專家往往需要分析在特定轉速下設備的振動和噪聲信號,從而判斷設備的運行狀態及故障原因。在獲取轉速的基礎上,可應用多種高級分析方法,如轉速三維譜振、階次分析、伯德圖等。

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目前常用的轉速獲取方式

傳統的測量轉速方法是安裝各式各樣的轉速傳感器(例如光電、磁電傳感器)獲得鍵相脈沖信號。

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硬件測量轉速方式的不足

使用了轉速傳感器就會增加測試環節,需要數據采集系統留出通道進行轉速測量。在某些應用場景下,現場安裝轉速傳感器十分不方便,甚至沒有安裝空間。

1、汽車發動機曲軸、傳動軸轉速的測量,需要定制工裝才能安裝轉速傳感器

2、對于加防護罩的某些電機,防護罩阻擋了傳感器的安裝,導致根本沒有安裝空間

3、軌道車輛轉速的測量,需要在車下輪對位置布置傳感器,走線麻煩而且非常危險

原理介紹

瞬時轉速估計是在三維譜振分析圖中自動識別階次曲線,通過此曲線對原始信號進行濾波得到一組窄帶信號。通過對窄帶信號的瞬時頻率進行估計得到瞬時轉速。

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轉速估計對比驗證

為驗證轉速估計軟件的效果,實際測量一組電機運行過程中的振動信號。通過對測量的振動信號進行轉速估計得到一組轉速信號,同時通過光電轉速傳感器實際測量一組電機的轉速信號,對兩種方式得到的轉速信號進行對比。

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