关于主变压器早期热性故障的综合诊断

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本文由上海华爱色谱分析技术有限公司整理汇编

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对REXROTH液压泵故障特征的分散性和模糊性，提出基于振动和压力传感器的信息融合故障诊断方法。在充分分析液压泵球头松动故障机理的基础上，对振动信号和压力信号进行小波消噪处理，有效提取球头松动的故障特征。将不同类型特征参数进行特征层融合，利用主成分分析和改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。试验表明，基于不同类型传感器信息融合故障诊断方法可以有效地实现液压泵微弱故障的诊断。　　引言　　REXROTH液压泵是液压系统的心脏，其故障诊断是液压系统故障诊断的重要部分。由于流体的压缩性、泵源与伺服系统的流固耦合作用及液压泵本身具有大幅度的固有机械振动，使得液压泵的故障机理复杂，故障特征提取困难，故障诊断的模糊性强。大量的液压泵故障诊断数据表明，通过泵源出口检测到的故障信号常被干扰信号淹没，单一故障检测信号常呈现出强的模糊性，采用常规的信号处理方法难以提升有效的故障特征。　　从故障诊断学的角度来看，任何一种诊断信息都是模糊的、不极ng确的，对任何一种诊断对象，用单一信息来反映其状态行为都是不完整的，如果从多方面获取同一对象的多维故障冗余信息加以综合利用，就能对系统进行更可靠更极ng确的监测和诊断。本文针对柱塞泵球头松动故障模式，通过在液压泵出口配置振动传感器和压力传感器进行故障检测，通过小波分析进行信号消噪处理，利用主成分分析提取有效融合信息，采用改进算法的BP神经网络实现液压泵微弱信号或多故障的有效诊断。　　1、REXROTH液压泵球头松动故障机理分析　　由于制造误差或液压泵在工作过程中的压力冲击，常常使柱塞球头与球窝沉凹变形使球头与球窝间隙增大，从而产生柱塞球头松动的故障。　　1.1基于振动信号的故障机理分析　　REXROTH液压泵缸体在转动过程中，柱塞在油缸中往复运动。当缸体转过一定角度时，经过上死点柱塞进人吸油区，球头与柱塞发生一次碰撞；当缸体转动经过上死点后，球头开始向柱塞方向运动，球头与柱塞发生相对运动；当转过排油区时，高压油作用在柱塞上，使柱塞迅速向球头方向运动，从而又一次产生冲击。缸体转动一周，球头与柱塞发生两次碰撞，经过传动轴和轴承将能量传递到壳体上，故球头松动故障的振动频率为轴频率的2倍。　　1.2基于压力信号的故障机理分析　　球头松动对液压泵出口的压力脉动也有影响。当缸体转过上死点时，球头向柱塞方向运动，当油缸的排油进入卸荷区时，球头与柱塞还未发生碰撞，这时在高压油的作用下，柱塞又向球头方向运动，球头与球窝发生碰撞，产生振动冲击的同时，碰撞通过柱塞作用在高压油上从而产生一个压力脉动，所以球头松动引起泵出口的压力脉动频率与泵的轴频率相同，由上述分析可知，如果球头与球窝的间隙很小时，球头与柱塞的相对速度不大，产生的碰撞能量很小。当间隙增大时，产生的振动能量就会增大，且具有周期变化的时变特性，壳体检测的振动能量通常分布于2倍轴频率处；对于压力脉动信号，能量主要分布在轴频率处。　　1.3球头松动故障诊断系统　　针对球头松动故障，在液压泵出口垂直方向安装了2个加速度传感器ax、a。检测振动，1个压力传感器P检测泵的压力脉动。由于液压泵出口检测到的振动信号和压力信号常被干扰信号淹没，为了提取故障特征，对上述传感器的检测信号进行小波消噪处理。　　2、小波信号消噪处理　　REXROTH液压泵的工作环境一般比较恶劣，其工况受环境的影响较大，通常在泵出口检测到的信号含有很大的噪声。试验表明，液压泵出口检测到的压力信号和振动信号体现出以下特点：①信号的频谱分布很宽、波形杂乱，规律性差；②时变与非平稳性表现明显。　　因此，基于这两种信号的故障特征提取非常困难，有必要对检测的信号进行消噪处理。　　小波分析是目前较有效的信号处理方法，它可以同时在时域和频域中对信号进行分析，能有效地区分信号中的突变部分和噪声，实现信号的消噪。　　泵出口振动信号及其小波消噪后的信号，选取小波消噪的全局阈值为1.049。很明显，检测信号中包含了许多干扰信号，很难简单地利用检测到的振动信号进行有效的故障诊断。为了消除干扰影响，经过小波处理，可以有效地消除泵出口振动信号中所包含的噪声，有利于故障特征的提取。　　3、信息融合故障诊断方法　　信息融合是将多源信息加以智能合成，产生比单一信息源更极ng确、容错性和鲁棒性更强的估计和判断‘2’。由于液压泵出口检测到的信息微弱，易于被干扰所淹没，很难利用单个传感器的检测信号进行微弱故障特征的有效诊断。采用的信息融合故障诊断过程，即将振动信号和压力信号进行小波消噪处理，利用统计分析提取有效特征信息，采用主成分分析(PrinciP81componentanalysis，PCA)有效解耦各故障特征间的相关性，减少故障特征的维数，采用改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。　　3.l特征层信息融合　　特征层状态属性融合就是将对多种类型传感器数据进行预处理以完成特征提取及数据配准，即通过传感器信息转换，把各传感器输人数据变换成统一的数据表达形式。　　通过特征向量归一化处理可以实现信息融合数据配准。本文提取振动信号和压力信号的均值、峰值因子、特征频率的能量值和功率谱幅值、四次矩等作为球头松动故障的特征向量。　　3.2选取主成分　　在新样本空间上，逐次计算传感器信息的综合指数为主成分上的贡献。令主成分贡献综合指数阈值为85%，根据贡献综合指数选取前几个主成分，作为下一步信息融合的信息。　　针对液压泵正常和4种球头松动故障，各选取100个样本，由于高度显著，说明这4组特征向量有十分明显的差异，故此类故障的不同故障程度是可以诊断的。　　选择BP神经网络的结构，对液压泵正常和设置的4种球头松动故障在训练误差精度要求下对网络进行训练，通过改进算法的学习和训练得到BP网络的优化权值矩阵。在实际使用时，利用BP神经网络的权值矩阵及其改进算法实现多故障的有效诊断。其中输出节点1表示液压泵正常时神经网络的输出值，节点2表示间隙为6μm时神经网络的输出值，节点3表示间隙为9μm神经网络的输出值，节点4表示间隙为12μm时神经网络的输出值，节点5表示15μm时神经网络的输出值。　　利用BP神经网络及其改进算法可以有效诊断不同间隙大小的球头松动故障。　　4、结论　　本文通过液压泵出口的振动信号和压力信号，通过小波消噪处理有效提取故障特征，利用PCA分析很大程度上减少了信息融合特征向量的维数，通过可诊断性检验证明PCA重新组合的特征向量可以实现多故障诊断。在BP算法中引人附加动量项，获得Zyou学习率，通过改进BP算法实现不同间隙大小球头松动故障的有效诊断。我们公司代理以下优势品牌：1.品牌：、德国力士乐REXROTH、德国费斯托FESTO、德国宝德BURKERT、德国贺德克HYDAC、德国倍加福P+F、德国图尔克TURCK、德国施克SICK、德国易福门IFM、德国GSR、德国PILZ、德国巴鲁夫BALLUFF、EPRO.，德国西门子。德国哈威HAWE等2.美国阿斯卡ASCO、美国派克PARKER、美国威格士VICKERS、、美国MAC、美国纽曼蒂克NUMATICS.3.意大利ATOS、意大利杰弗伦GEFRAN、英国海隆诺冠、法国高诺斯等.4.日本CKD\日本SMC、日本丰兴、日本大金、日本不二越、日本黑田精工、日本太阳铁工、东京美我公司在德国及美国都有注册公司,直接与国外厂家合作,价格和货期都有非常好的优势,产品保证原装的，各新老客户有需要随时可联系谢小姐。[详细]
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任何设备都不能的使用，设备在工作过程总都会产生一些这样或者那样的问题和故障，本文介绍的球磨机在使用过程中测试和测量工作以及故障特征的分析，同时还对球磨机进行诊断分析，总结实际问题，找到能影响球磨机工作的故障原因，解决分析，从中得到启示。[详细]
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2018-09-21 10:00
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BC-2780变压器综合试验台技术资料BC-2780变压器综合试验台是测量变压器。空载短路、变比、直阻、耐压、控制于一体的专用测试设备，具有体积小、重量轻、精度高、测试简便，是电力部门更新换代的理想产品。工作条件1.环境温度：0-40℃相对湿度：20%-85%2.工作电源：（三相四线）380V、50HZ±5HZ一、BC-2780变压器综合试验台特点：⒈采用240×64点阵液晶显示屏（带背光）同时显示三相电压、电流、低压侧电压、功率、功率因数、频率等20个参数。⒉可测试空载和短路试验所需的电量参数。⒊线性范围宽、读数重复性好、性能稳定。⒋保证功率因数0.000~1.000的准确测量，尤其适用于低功率因数负载的检测。⒌方便的锁存能保证测量数据的同时性及操作的方便性。二、BC-2780变压器综合试验台主要功能及特点：1、自动测量接线组别。2、自动进行组别变换，可直接测量单相、三相变压器和互感器的变比。3、自动切换相序。4、自动切换量程。5、自动校表。6、输入标准变比后，能自动算出相对误差。7、一次测量完成，自动切断试验电压。8、测量结果自动保存，可打印出测试数据，并可存储20次历史测量数据。2.1、主要技术指标：1、变比测量范围：1～100002、组别：1～12点3、精度：1～10000.2级；1000～100000.5级4、电源：AC220V±10%，50Hz5、使用环境温度：－5℃～40℃6、使用环境湿度：＜85%7、体积：430×320×215mm3三、BC-2780变压器综合试验台试验：以高速微控制器为核心，采用高速A/D转换器及程控电流源技术，达到了前所未有的测量效果及高度自动化测量功能，具有精度高，测量范围宽，数据稳定，重复性好，抗干扰能力强，保护功能完善，充放电速度快等特点。该仪器体积小、重量轻、便于携带，是变压器直流电阻测试的新一代产品。3.1、主要功能及特点：1、采用高速16位A/D转换器，测量数据稳定，重复性好。2、自动程控电流源技术，电流源共设1000个电流档位，由内部微控制器根据被测电阻自动控制，从而达到比较宽的测量范围和良好的测量状态，无须手动切换电流换档。3、响应速度快，在测量状态可以直接转换分接开关，仪器会自动提示，新的电阻值很快就会显示出来。4、高度智能化设计，功能设置巧妙先进，可自动判断测试线虚接、断线等故障。5、保护功能完善，能可靠保护反电势对仪器的冲击，具有自动放电指示功能。6、可显示测量电流和测量时间。7、智能化功率管理技术，可有效减轻仪器内部发热。8、可储存120次测量数据，掉电不丢失。9、全部汉字菜单及操作提示，直观方便。3.2、主要技术指标：1、主要技术指标见下表型号测量范围输出电流测量精度ZGY-101mΩ-3KΩ0-0.2%±2字ZGY-151mΩ-1KΩ0-10A0.2%±2字2、Z高分辨度：1uΩ3、工作电源：AC220V±10%4、环境温度：-10∽40℃5、体积：350×230×130mm6、重量：7四、BC-2780变压器综合试验台注意事项：1、每次测试完毕后，等待放电指示结束后再拆测试线，操作者应注意安全。2、测量过程中若出现异常情况，请按复位键或关机，若无法恢复正常请和本公司联系，不得自行拆卸。五、BC-2780变压器综合试验台售后服务：本产品自出售之日起一年内，若出现质量问题予以免费保修，终身维护。注：试验时：T：铜损系数为234.5,铝损系数为243.5。t设定20℃。Se：根据被试变压器容量设定。Uo：10KV如做35KV电力变压器，中间要有隔离10KV电力变压器，设定值为35KV。产品别称：变压器综合特性测试台,变压器综合测试台,变压器综合特性试验台价格,变压器综合特性试验台厂家,变压器测试台,变压器性能综合测试台,变压器特性综合试验台,变压器试验台,变压器特性综合测试台。尊敬的客户：感谢您关注我们的产品，本公司除了有此产品介绍以外，还有高压核相仪，耐电压测试仪，高压绝缘垫，真空度测试仪,大电流发生器，三相大电流发生器，变频串联谐振试验装置，无线高压核相仪等等的介绍，您如果对我们的产品有兴趣，欢迎来电咨询。谢谢![详细]
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BC-2780变压器综合特性测试台主要特点BC-2780变压器综合特性测试台是测量变压器。空载短路、变比、直阻、耐压、控制于一体的专用测试设备，具有体积小、重量轻、精度高、测试简便，是电力部门更新换代的理想产品。工作条件1.环境温度：0-40℃相对湿度：20%-85%2.工作电源：（三相四线）380V、50HZ±5HZ一、BC-2780变压器综合特性测试台特点：⒈采用240×64点阵液晶显示屏（带背光）同时显示三相电压、电流、低压侧电压、功率、功率因数、频率等20个参数。⒉可测试空载和短路试验所需的电量参数。⒊线性范围宽、读数重复性好、性能稳定。⒋保证功率因数0.000~1.000的准确测量，尤其适用于低功率因数负载的检测。⒌方便的锁存能保证测量数据的同时性及操作的方便性。二、BC-2780变压器综合特性测试台主要功能及特点：1、自动测量接线组别。2、自动进行组别变换，可直接测量单相、三相变压器和互感器的变比。3、自动切换相序。4、自动切换量程。5、自动校表。6、输入标准变比后，能自动算出相对误差。7、一次测量完成，自动切断试验电压。8、测量结果自动保存，可打印出测试数据，并可存储20次历史测量数据。2.1、主要技术指标：1、变比测量范围：1～100002、组别：1～12点3、精度：1～10000.2级；1000～100000.5级4、电源：AC220V±10%，50Hz5、使用环境温度：－5℃～40℃6、使用环境湿度：＜85%7、体积：430×320×215mm3三、BC-2780变压器综合特性测试台直阻试验：变压器综合测试台以高速微控制器为核心，采用高速A/D转换器及程控电流源技术，达到了前所未有的测量效果及高度自动化测量功能，具有精度高，测量范围宽，数据稳定，重复性好，抗干扰能力强，保护功能完善，充放电速度快等特点。该仪器体积小、重量轻、便于携带，是变压器直流电阻测试的新一代产品。3.1、主要功能及特点：1、采用高速16位A/D转换器，测量数据稳定，重复性好。2、自动程控电流源技术，电流源共设1000个电流档位，由内部微控制器根据被测电阻自动控制，从而达到比较宽的测量范围和良好的测量状态，无须手动切换电流换档。3、响应速度快，在测量状态可以直接转换分接开关，仪器会自动提示，新的电阻值很快就会显示出来。4、高度智能化设计，功能设置巧妙先进，可自动判断测试线虚接、断线等故障。5、保护功能完善，能可靠保护反电势对仪器的冲击，具有自动放电指示功能。6、可显示测量电流和测量时间。7、智能化功率管理技术，可有效减轻仪器内部发热。8、可储存120次测量数据，掉电不丢失。9、全部汉字菜单及操作提示，直观方便。3.2、主要技术指标：1、主要技术指标见下表：型号测量范围输出电流测量精度ZGY-101mΩ-3KΩ0-0.2%±2字ZGY-151mΩ-1KΩ0-10A0.2%±2字2、Z高分辨度：1uΩ3、工作电源：AC220V±10%4、环境温度：-10∽40℃5、体积：350×230×130mm6、重量：7四、BC-2780变压器综合特性测试台注意事项：1、每次测试完毕后，等待放电指示结束后再拆测试线，操作者应注意安全。2、测量过程中若出现异常情况，请按复位键或关机，若无法恢复正常请和本公司联系，不得自行拆卸。五、BC-2780变压器综合特性测试台售后服务：本产品自出售之日起一年内，若出现质量问题予以免费保修，终身维护。注：电参数负载试验时，T：铜损系数为234.5,铝损系数为243.5。t设定20℃。Se：根据被试变压器容量设定。Uo：10KV如做35KV电力变压器，中间要有隔离10KV电力变压器，设定值为35KV。尊敬的客户：感谢您关注我们的产品，本公司除了有此产品介绍以外，还有高压核相仪，耐电压测试仪，高压绝缘垫，真空度测试仪,大电流发生器，三相大电流发生器，变频串联谐振试验装置，无线高压核相仪等等的介绍，您如果对我们的产品有兴趣，欢迎来电咨询。谢谢!本着用户**的宗旨，扬州志力公司积极做好售前、售中、售后服务，我们郑重承诺：用心做产品、满意在服务。[详细]
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