【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及風電機組齒輪箱信號穩態信號提取，更具體地，涉及一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法和裝置。
技術介紹
1、傳動鏈(風電機組的主軸、齒輪箱及發電機軸承)是風力發電機組的關鍵部件，其健康狀態直接影響機組的運行可靠性和安全性。目前普遍采用測量和分析傳動鏈的振動信號的方式對其進行故障診斷。受風力發電機變風速變工況的運行特性影響，風電機組的振動信號多為非平穩信號，存在頻率調制現象。
2、目前針對風電機組齒輪箱故障診斷及振動分析的主流方法為fft(快速傅里葉變換)分析和階次分析方法。
3、fft算法針對非平穩信號的分析具有局限性，它無法描述頻率隨時間變化的變化，即頻譜中會存在頻率調制、能量泄露現象。由于齒輪箱的故障診斷中對信號的分辨率和信噪比有較高要求，因此通過fft算法分析難以獲得足夠的故障信息。
4、階次分析方法則需要足夠精度的轉速波形作為重采樣方法，目前風電上使用的cms系統沒有相對應精度的轉速波形，通過提取的轉速波形缺乏精度，導致目前風電振動分析中涉及的階次分析精度普遍不夠。
技術實現思路
1、本專利技術的目的之一是提供一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，解決現有的fft算法提取風電機組齒輪箱信號穩態信號不準確的技術問題；本專利技術的目的之一是提供一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取裝置；本專利技術的目的之三是提供一種風電機組齒輪箱的故障自診斷方法
2、為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下：
3、本專
4、根據風電機組齒輪箱信號獲取離散時頻曲線；
5、根據所述離散時頻曲線確定若干區間，在每個所述若干區間中，所述離散時頻曲線的頻率波動不超過預設波動閾值；
6、對所述若干區間對應的所述風電機組齒輪箱信號進行隔斷和拼接，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號。
7、在上述的技術手段中，對風電機組齒輪箱信號進行時頻分析，再通過時頻分析找出風電機組齒輪箱信號波形中轉速穩定的部分，再進行信號的譜分析，這樣得到的信號是標準的穩定信號，解決了現有fft算法提取風電機組齒輪箱信號穩態信號不準確的技術問題。
8、進一步的，所述對所述若干區間對應的所述風電機組齒輪箱信號進行隔斷和拼接，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號，包括以下步驟：
9、利用矩形窗函數，對所述若干區間對應的所述風電機組齒輪箱信號進行隔斷；
10、將多段隔斷后的風電機組齒輪箱信號進行拼接，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號。
11、進一步的，所述根據風電機組齒輪箱信號獲取離散時頻曲線，包括以下步驟：
12、獲取風電機組齒輪箱信號；
13、對所述風電機組齒輪箱信號在預設濾波區間內進行帶通濾波；
14、對帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號進行時頻分析，得到時頻分析結果；
15、對所述時頻分析結果進行時頻峰值搜索和平滑處理，得到離散時頻曲線。
16、進一步的，所述對帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號進行時頻分析，得到時頻分析結果，包括以下步驟：
17、對帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號進行gabor變換；
18、將帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號進行gabor變換后的系數作為帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號的時頻分析結果。
19、進一步的，所述預設濾波區間根據所述風電機組齒輪箱信號的頻率波動范圍確定。
20、進一步的，對所述風電機組齒輪箱信號在預設濾波區間內進行帶通濾波，包括以下步驟：
21、使用fft濾波法所述風電機組齒輪箱信號在預設濾波區間內進行帶通濾波。
22、進一步的，對所述時頻分析結果進行時頻峰值搜索和平滑處理，得到離散時頻曲線，包括以下步驟：
23、確定所述時頻分析結果中每個時間節點中的頻率最大值，根據每個時間節點中的頻率最大值，得到時頻曲線；
24、對所述時頻曲線進行平滑處理，得到所述離散時頻曲線。
25、進一步的，根據所述離散時頻曲線確定若干區間，包括以下步驟：
26、利用步進掃描的方式掃描所述離散時頻曲線；
27、根據步進掃描的結果確定所述離散時頻曲線中的若干區間。
28、進一步的，所述利用步進掃描的方式確定所述離散時頻曲線中的若干區間，包括以下步驟：
29、設置寬度為的窗，單位為hz；
30、設置步進寬度，所述步進寬度大于等于所述時頻分析結果的頻率分辨率；
31、根據所述窗和步進寬度，對所述離散時頻曲線進行頻域掃描；
32、計算掃描過程中每一個窗所包含的點數，選出包含連續點數的個數超過預設個數閾值的窗，根據該窗對應的頻率范圍確定所述若干區間。
33、進一步的，若不存在包含連續點數的個數超過預設個數閾值的窗，則對所述風電機組齒輪箱信號進行階次分析，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號。
34、本專利技術還提供一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取裝置，所述裝置應用所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，所述裝置包括：
35、離散曲線模塊，所述離散曲線模塊用于根據風電機組齒輪箱信號獲取離散時頻曲線；
36、平緩區間模塊，所述平緩區間模塊用于根據所述離散時頻曲線確定若干區間，在每個所述若干區間中，所述離散時頻曲線的頻率波動不超過預設波動閾值；
37、信號輸出模塊，所述信號輸出模塊用于對所述若干區間對應的所述風電機組齒輪箱信號進行隔斷和拼接，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號。
38、本專利技術還提供一種風電機組齒輪箱的故障自診斷方法，包括以下步驟：
39、利用所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號；
40、根據所述風電機組齒輪箱信號的穩態信號，對照所述風電機組齒輪箱的齒輪箱頻率表，判斷所述風電機組齒輪箱的故障區域。
41、與現有技術相比，本專利技術技術方案的有益效果是：
42、本專利技術通過對風電機組齒輪箱信號進行視頻分析，分析風電機組齒輪箱信號波形的頻率變化，再從波形中提取出轉速穩定的部分，提取為轉速穩定的波形信號；同時若有多段轉速穩定且頻率一致的波形，則將這些波形截斷、拼接在一起。本專利技術從原始信號中直接提取穩態成分，減少對信號本身信息的過濾。本專利技術對風電機組齒輪箱信號進行時頻分析，提取其中頻率變動微弱的部分，成功解決了長波形信號處理時，由于轉速波動影響造成頻率的波動較為明顯，導致頻譜能量泄漏，無法提取出頻率變動微弱的部分的技術問題，本專利技術適應于采集時長高于10秒的長波形處理，適應于風電機組齒輪箱及主軸軸承的診斷，具有較強的實際應用性。本專利技術可定位信號準確的轉頻信息，提升風電中主軸承和齒輪箱診斷的準確率。
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1.一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述對所述若干區間對應的所述風電機組齒輪箱信號進行隔斷和拼接，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號，包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述根據風電機組齒輪箱信號獲取離散時頻曲線，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述對帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號進行時頻分析，得到時頻分析結果，包括以下步驟：
5.根據權利要求3所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，對所述時頻分析結果進行時頻峰值搜索和平滑處理，得到離散時頻曲線，包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，根據所述離散時頻曲線確定若干區間，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述利用步進掃描的方式確定所述離
8.根據權利要求7所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，若不存在包含連續點數的個數超過預設個數閾值的窗，則對所述風電機組齒輪箱信號進行階次分析，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號。
9.一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取裝置，其特征在于，所述裝置應用權利要求1至8任一項所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，所述裝置包括：
10.一種風電機組齒輪箱的故障自診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述對所述若干區間對應的所述風電機組齒輪箱信號進行隔斷和拼接，得到風電機組齒輪箱信號的穩態信號，包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述根據風電機組齒輪箱信號獲取離散時頻曲線，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，所述對帶通濾波后的風電機組齒輪箱信號進行時頻分析，得到時頻分析結果，包括以下步驟：
5.根據權利要求3所述的風電機組齒輪箱信號穩態信號提取方法，其特征在于，對所述時頻分析結果進行時頻峰值搜索和平滑處理，得到離散時頻曲線，包括以下步驟...
【專利技術屬性】
技術研發人員：唐詩堯，李明，何佳，宋海彬，唐芳純，余維，
申請(專利權)人：華潤電力技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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