Використання дискретного вейвлет-аналізу вібро-акустичного сигналу для виявлення дефектів підшипників обертових електричних машин
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2022.02.064Анотація
У роботі показано, що одним з найбільш ефективних методів обробки часової реалізації вібро-акустичного сигналу електричних машин є дискретне вейвлет-перетворення. Про те, через відсутність у останньому вбудованих інструментів сепарації періодичної та аперіодийної складових, що суттєво ускладнює процес ідентифікації періодичних збурюючих чинників, виникає необхідність розробки нових підходів до виявлення періодичних складових вібросигналу на основі дискретного вейвлет-перетворення, які можуть викликатися рядом дефектів обертових електричних машин.
Запропоновано новий інтегральний високоінформативний числовий критерій наявності дефектів підшипників, отриманий на основі дискретного вейвлет-перетворення вібро-акустичного сигналу електричної машини. Встановлено, що при виявленні зазначеного дефекту доцільно аналізувати смуги частот, які включають у себе роторну частоту та її перші гармонічні складові.
Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено доцільність використання при виявленні зазначеного дефекту материнських вейвлет-функції старших порядків. Показано, що виходячи з міркувань спрощення математичного апарату розрахунку та підвищення гнучкості системи діагностування доцільним є застосування сімейства вейвлетів Добеши, розрахунок коефіцієнтів яких передбачає використання чіткого математичного алгоритму.
Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено необхідну тривалість часових реалізацій вібросигналу, що доцільно використовувати при визначенні запропонованого високоінформативного числового критерію. Показано, що тривалість таких реалізацій повинна бути суттєво більшою за період обертання ротора електричної машини.
Ключові слова: електрична машина, підшипник, дефект, вейвлет-перетворення, інтегральний критерій
Посилання
Schastlivyi, H. H., Tytko, O. I., Akhremenko, V. L., Vaskovskyi, Y. M. (2010). Fizychni protsesy v rotorakh enerhetychnykh i elektrychnykh mashyn i sposoby pidvyshchennia yikhnoi nadiinosti [Physical processes in the rotors of power and electrical machines and ways to increase their reliability]. Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Collection of scientific papers. Kyiv: Institute of Electrodynamics of NASU, 26, 105-113.
Levytskyi, A. S. (2010). Pidvyshchennia efektyvnosti diahnostuvannia potuzhnykh hidroahrehativ za rakhunok zastosuvannia yemnisnykh vymiriuvachiv parametriv mekhanichnykh defektiv [Improving the efficiency of diagnosing powerful hydraulic units through the use of capacitive meters for the parameters of mechanical defects]. Hydropower of Ukraine, 4, 10-13.
Hraniak, V. F., Kukharchuk, V. V., Kucheruk, V. Y. and other (2018). Prakticheskaya vibrodiagnostika i monitoring sostoyaniya mekhanicheskogo oborudovaniya. Bulletin of the Karaganda University. «Physics» series. 1, 72-80.
Shyrman, A. R., Solovev, A. B. (1996). Prakticheskaya vibrodiagnostika i monitoring sostoyaniya mekhanicheskogo oborudovaniya [Practical vibration diagnostics and monitoring of mechanical equipment]. Moscow: Mechanical Engineering, 276.
Kukharchuk. V. V., Katsyv, S. Sh., Hraniak, V. F., Bykovskyi, S. O. (2018). Dyskretni veivlet-peretvorennia v diahnostuvanni hidroahrehativ [Discrete wavelet transforms in the diagnosis of hydraulic units]: a monograph. Vinnytsia: VNTU, 112.
Broughton, S. A., Bryan, K. (2008). Discrete Fourier analysis and wavelets: applications to signal and image processing. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 355.
ITG Energomash (2021). Determination of malfunction of an induction motor. Available at: http://energo.ucoz.ua/publ/5-1-0-10.
Yang, P., Yuan, Q., Huang, Ch, Zhou, Y. and other (2017). Analysis of the impacts of bearing on vibration characteristics of rotor. Vibration-Based Damage Identification and Condition Monitoring in Mechanical Structures and Components, 2017, 7. DOI: 10.1155/2017/8098591
Kukharuk, V. V., Vedmitskyi, Y. H., Hraniak, V. F. (2019). Vymiriuvannia parametriv obertalnoho rukhu elektromekhanichnykh peretvoriuvachiv enerhii v perekhidnykh rezhymakh roboty [Measurement of parameters of rotational motion of electromechanical energy converters in transient modes of operation[: monograph. Vinnytsia: VNTU, 152.
Dobeshy, Y. (2001). Desyat′ lektsiy po veyvletam [Ten lectures of wavelets]. Izhevsk: Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", 464.
Polikar, R. (2001). The Wavelet tutorial. Roma: Rowan University, College of Engineering Web Servers, 79.
Patrick, J., Fleet, V. (2019). Discrete Wavelet Transformations: An Elementary Approach with Applications, 2nd Edition. New York: Wiley, 624.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
