一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法与流程

本发明属于旋转机械振动信号谐波测量领域，尤其涉及一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法。

背景技术：

目前对于旋转机械振动信号谐波测量的方法为：对采集的信号加窗后进行傅里叶变换，生成幅值谱和相位谱，然后根据转速求出工频频率，通过工频频率算出各谐波频率后在幅值谱和相位谱中索引各谐波的幅值和相位。由于转速测量及计算偏差，幅值谱谐波峰值将与谐波频率产生误差，因此不能准确取得各谐波的振动峰值。以往应对这种问题，通常采用在信号采集时加平顶窗的方式。

对信号采用加平顶窗的方法可以使幅值谱的峰值比较圆滑，在幅值谱谐波峰值与谐波频率产生偏差后，将减少产生的误差，但是也减小了峰值的高度，同时也不能够完全消除其产生的误差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，准确计算旋转机械振动信号中各谐波振动幅值，消除误差。

本发明提供了一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，包括：

步骤1，基于旋转机械转速求得旋转机械的工频频率；

步骤2，基于求得的工频频率计算得出各谐波频率；

步骤3，以工频频率乘以±0.05的值为基准，求出一个工频10％的频率范围；

步骤4，在各谐波前后各5％的工频范围内，计算振动幅值的峰值，以此作为谐波幅值；

步骤5，返回峰值在幅值谱中的索引；

步骤6，以此索引在相位谱中索引谐波相位；

步骤7，基于谐波峰值和谐波相位得到谐波测量数据。

进一步地，所述步骤4包括：

根据计算频谱时高倍频幅值和相位均偏离基频整数倍，且偏移程度不超过5％基频频率范围，得出有效范围内的最低值，并在有效范围最低值内取最高值，得到高频谐波计算值。

借由上述方案，通过旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，可以准确算得旋转机械振动信号中幅值谱的谐波峰值及谐波相位，消除了测量误差，为旋转设备的故障诊断和动平衡准确性增加了保障。

附图说明

图1是本发明旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法的流程图；

图2是本发明旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法一实施例的算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，包括：

步骤1，基于旋转机械转速求得旋转机械的工频频率；

步骤2，基于求得的工频频率计算得出各谐波频率；

步骤3，以工频频率乘以±0.05的值为基准，求出一个工频10％的频率范围；

步骤4，在各谐波前后各5％的工频范围内，既10％的范围计算振动幅值的峰值，以此作为谐波幅值；

步骤5，返回峰值在幅值谱中的索引；

步骤6，以此索引在相位谱中索引谐波相位；

步骤7，基于谐波峰值和谐波相位得到准确的谐波测量数据。

该旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，通过用数组在旋转机械振动测试的幅值谱中各谐波频率左右各5％谐波频率范围内搜索峰值，来确定其数组索引，然后通过数组索引求得相位谱中的谐波相位。由此准确计算求得谐波。

在本实施例中，所述步骤4包括：

根据计算频谱时高倍频幅值和相位均偏离基频整数倍，且偏移程度不超过5％基频频率范围，得出有效范围内的最低值，并在有效范围最低值内取最高值，得到高频谐波计算值。

各种软件在计算频谱时，均会产生偏差，高倍频幅值和相位均会不同程度的偏离基频的整数倍。本方法根据编制者多年的现场工作经验，总结了偏移程度一般不会超过5％基频频率范围，因此取了有效范围内的最低值，减少了计算时间，提高软件效率。在这个范围内最高值就是准确的高频谐波计算值。

参图2所示，在一具体实施例中，该旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，包括：①根据基频频率计算出±5％基频频率范围；②在各高倍频前后取±5％数组；③在各高倍频前后±5％数组内取最高值。即根据基频频率算出±5％的频率区间，在各高倍频左右取±5的范围，在这个范围内取最大值，以这个最大值作为各高倍频的幅值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于旋转机械转速求得旋转机械的工频频率；

步骤2，基于求得的工频频率计算得出各谐波频率；

步骤3，以工频频率乘以±0.05的值为基准，求出一个工频10％的频率范围；

步骤4，在各谐波前后各5％的工频范围内，计算振动幅值的峰值，以此作为谐波幅值；

步骤5，返回峰值在幅值谱中的索引；

步骤6，以此索引在相位谱中索引谐波相位；

步骤7，基于谐波峰值和谐波相位得到谐波测量数据。

2.根据权利要求1所述的旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，其特征在于，所述步骤4包括：

根据计算频谱时高倍频幅值和相位均偏离基频整数倍，且偏移程度不超过5％基频频率范围，得出有效范围内的最低值，并在有效范围最低值内取最高值，得到高频谐波计算值。

技术总结
本发明涉及一种旋转机械振动测试系统谐波振动幅值计算方法，包括：步骤1，基于旋转机械转速求得旋转机械的工频频率；步骤2，基于求得的工频频率计算得出各谐波频率；步骤3，以工频频率乘以±0.05的值为基准，求出一个工频10％的频率范围；步骤4，在各谐波前后各5％的工频范围内，计算振动幅值的峰值，以此作为谐波幅值；步骤5，返回峰值在幅值谱中的索引；步骤6，以此索引在相位谱中索引谐波相位；步骤7，基于谐波峰值和谐波相位得到谐波测量数据。本发明通过用数组在旋转机械振动测试的幅值谱中各谐波频率左右各5％谐波频率范围内搜索峰值，来确定其数组索引，然后通过数组索引求得相位谱中的谐波相位。由此准确计算求得谐波。

技术研发人员：朱明江;姜连轶
受保护的技术使用者：大唐东营发电有限公司;大唐东北电力试验研究院有限公司
技术研发日：2021.03.31
技术公布日：2021.07.30