抽水蓄能机组的动平衡分析方法及装置、调整方法及装置与流程

技术特征：

1.一种抽水蓄能机组的动平衡分析方法，其特征在于，包括：

对抽水蓄能机组的振动摆度信号进行时频域分析，得到所述振动摆度信号的时域波形和振动摆度信号的第一频域幅值谱；

当抽水蓄能机组转子的不平衡质量的改变引起振动摆度信号的第一频域幅值谱的改变时，根据所述振动摆度信号的时域波形得到所述振动摆度信号的转频分量时域波形；

根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形和键相信号波形得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位；

根据键相传感器与振动摆度传感器安装位置的相位差，以及抽水蓄能机组的旋转方向修正所述抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，得到抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位。

2.根据权利要求1所述的抽水蓄能机组的动平衡分析方法，其特征在于，根据所述振动摆度信号的时域波形得到所述振动摆度信号的转频分量时域波形，包括：

对所述振动摆度信号的时域波形进行快速傅立叶变换，得到所述振动摆度信号的第二频域幅值谱；

保留所述振动摆度信号的第二频域幅值谱的转频分量幅值，置零其余分量幅值，得到所述振动摆度信号的转频分量频域；

对所述振动摆度信号的转频分量频域进行快速傅立叶逆变换，得到所述振动摆度信号的转频分量时域波形。

3.根据权利要求1所述的抽水蓄能机组的动平衡分析方法，其特征在于，根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形和键相信号波形得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，包括：

根据所述键相信号波形得到键相脉冲时间t₁；

根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形得到波谷时间t₀；

按如下公式根据波谷时间t₀和键相脉冲时间t₁得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位：

或，根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形和键相信号波形得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，包括：

根据所述键相信号时域波形得到键相脉冲时间t₁；

根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形得到波峰时间t₂；

按如下公式根据波峰时间t₂和键相脉冲时间t₁得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位：

其中，T为抽水蓄能机组的旋转周期，T＝60/n，n为抽水蓄能机组的转速。

4.根据权利要求3所述的抽水蓄能机组的动平衡分析方法，其特征在于，根据所述键相信号波形得到键相脉冲时间t₁，包括：

设定多个采样时间间隔为Δt的采样时间，设定键相时域波形在第i个采样时间的波形信号为jx(i)，i＝1，键相阈值为Fz，并按照如下方式进行迭代处理：

分别比较jx(i)与jx(i-1)、jx(i+1)、Fz的大小；

当jx(i)>jx(i-1)、jx(i)>jx(i+1)且jx(i)>Fz时，t₁＝i×Δt；

当jx(i)≤jx(i-1)或jx(i)≤jx(i+1)或jx(i)≤Fz时，将迭代处理中的i替代为i+1。

5.根据权利要求4所述的抽水蓄能机组的动平衡分析方法，其特征在于，根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形得到波谷时间t₀，包括：

设定多个采样时间间隔为Δt的采样时间，设定转频分量时域波形在第i个采样时间的波形信号为a(i)，i＝1；按照如下方式进行迭代处理得到波谷时间t₀：分别比较a(i)与a(i-1)、a(i+1)的大小；当a(i)＜a(i-1)且a(i)＜a(i+1)时，t₀＝i×Δt；当a(i)≥a(i-1)或a(i)≥a(i+1)时，将迭代处理中的i替代为i+1；

或，根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形得到波峰时间t₂，包括：

设定转频分量时域波形在第i个采样时间的波形信号为b(i)，i＝1；按照如下方式进行迭代处理得到波峰时间t₂：分别比较b(i)与b(i-1)、b(i+1)、Fz的大小；当b(i)>b(i-1)、b(i)>b(i+1)且b(i)＜Fz时，t₂＝i×Δt；当b(i)≤b(i-1)或b(i)≤b(i+1)或b(i)＞Fz时，将迭代处理中的i替代为i+1。

6.根据权利要求1所述的抽水蓄能机组的动平衡分析方法，其特征在于，根据键相传感器与振动摆度传感器安装位置的相位差，以及抽水蓄能机组的旋转方向修正所述抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，得到抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位，包括：

设键相传感器安装位置的相位为P₁，振动摆度传感器安装位置的相位为P₂，则按照如下方式得到相位差ψ：

ψ＝P₁-P₂；

当旋转轴的旋转方向为顺时针时，按照如下方式得到所述抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位：

当旋转轴的旋转方向为逆时针时，按照如下方式得到所述抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位：

其中，为所述抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位，为所述抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位。

7.一种抽水蓄能机组的动平衡调整方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1-6任一项所述的抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位，得到试加质量的方位；

测量抽水蓄能机组的初始振动矢量；

测量在所述试加质量的方位加上试加质量后，抽水蓄能机组加上试加质量后的振动矢量；

根据抽水蓄能机组的初始振动矢量、抽水蓄能机组加上试加质量后的振动矢量和抽水蓄能机组的蠕动摆度振动矢量，得到配重质量及方位。

8.根据权利要求7所述的动平衡调整方法，其特征在于，按如下方式根据抽水蓄能机组的初始振动矢量、抽水蓄能机组加上试加质量后的振动矢量和抽水蓄能机组的蠕动摆度振动矢量，得到配重质量及方位，包括：

M＝(Aτ-A₀)/K，

其中，M为配重质量及配重方位，Aτ为蠕动摆度振动矢量，A₀为初始振动矢量，K为幅相影响系数，K＝(A₀₁-A₀)/P，P为试加质量，A₀₁为加上试加质量后的振动矢量，是试加质量P和不平衡质量的合成质量引起的振动矢量。

9.一种抽水蓄能机组的动平衡分析装置，其特征在于，包括：

时频域分析单元，用于对抽水蓄能机组的振动摆度信号进行时频域分析，得到转子振动摆度信号的时域波形和振动摆度信号的第一频域幅值谱；

转频分量单元，用于：当抽水蓄能机组转子的不平衡质量的改变引起振动摆度信号的第一频域幅值谱的改变时，根据所述振动摆度信号的时域波形得到所述振动摆度信号的转频分量时域波形；

计算单元，用于根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形和键相信号波形得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位；

修正单元，用于根据键相传感器与振动摆度传感器安装位置的相位差，以及抽水蓄能机组的旋转方向修正所述抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，得到抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位。

10.根据权利要求9所述的抽水蓄能机组的动平衡分析装置，其特征在于，转频分量单元具体用于：

对所述振动摆度信号的时域波形进行快速傅立叶变换，得到所述振动摆度信号的第二频域幅值谱；

保留所述振动摆度信号的第二频域幅值谱的转频分量幅值，置零其余分量幅值，得到所述振动摆度信号的转频分量频域；

对所述振动摆度信号的转频分量频域进行快速傅立叶逆变换，得到所述振动摆度信号的转频分量时域波形。

11.根据权利要求9所述的抽水蓄能机组的动平衡分析装置，其特征在于，计算单元具体用于：根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形和键相信号波形得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，包括：

根据所述键相信号波形得到键相脉冲时间t₁；

根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形得到波谷时间t₀；

按如下公式根据波谷时间t₀和键相脉冲时间t₁得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位：

或，根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形和键相信号波形得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位，包括：

根据所述键相信号波形得到键相脉冲时间t₁；

根据所述振动摆度信号的转频分量时域波形得到波峰时间t₂；

按如下公式根据波峰时间t₂和键相脉冲时间t₁得到抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位：

其中，T为抽水蓄能机组的旋转周期，T＝60/n，n为抽水蓄能机组的转速。

12.根据权利要求9所述的抽水蓄能机组的动平衡分析装置，其特征在于，修正单元具体用于：

设键相传感器安装位置的相位为P₁，振动摆度传感器安装位置的相位为P₂，则按照如下方式得到相位差ψ：

ψ＝P₁-P₂；

当旋转轴的旋转方向为顺时针时，按照如下方式得到所述抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位：

当旋转轴的旋转方向为逆时针时，按照如下方式得到所述抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位：

其中，为所述抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位，为所述抽水蓄能机组转子的初始不平衡质量相位。

13.一种抽水蓄能机组的动平衡调整装置，其特征在于，包括：

试加质量方位计算单元，用于根据权利要求9-12任一项所述的抽水蓄能机组转子的不平衡质量相位，得到试加质量的方位；

初始振动矢量测量单元，用于测量抽水蓄能机组的初始振动矢量；

振动矢量测量单元，用于测量在所述试加质量的方位加上试加质量后，抽水蓄能机组加上试加质量后的振动矢量；

配重质量及方位计算单元，用于根据抽水蓄能机组的初始振动矢量、抽水蓄能机组加上试加质量后的振动矢量和抽水蓄能机组的蠕动摆度振动矢量，得到配重质量及方位。

14.根据权利要求13所述的抽水蓄能机组的动平衡调整装置，其特征在于，配重质量及方位计算单元具体用于：

根据抽水蓄能机组的初始振动矢量、抽水蓄能机组加上试加质量后的振动矢量和抽水蓄能机组的蠕动摆度振动矢量，得到配重质量及方位，包括：

按照如下方式得到配重质量及方位：

M＝(Aτ-A₀)/K，

其中，M为配重质量及配重方位，Aτ为蠕动摆度振动矢量，A₀为初始振动矢量，K为幅相影响系数，K＝(A₀₁-A₀)/P，P为试加质量，A₀₁为加上试加质量后的振动矢量，是试加质量P和不平衡质量的合成质量引起的振动矢量。