買專利賣專利找龍圖騰，真高效！ 查專利查商標用IPTOP,全免費！專利年費監控用IP管家,真方便！

龍圖騰網獲悉華北電力大學(保定)申請的專利一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN118911937B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202410986818.9，技術領域涉及：F03D17/00；該發明授權一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法是由萬書亭;張伯麟;趙曉艷;王萱;王城宇;張雄;繩曉玲;豆龍江設計研發完成，并于2024-07-23向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法在說明書摘要公布了：本發明屬于風電機組故障診斷技術領域，公開了一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法，包括以下步驟：基于局部峰值搜索算法獲取風電機組齒輪箱振動信號的時頻脊線和葉輪瞬時轉頻曲線；對提取的葉輪瞬時轉頻曲線進行角域重采樣，獲得角域上的葉輪瞬時轉頻；運用最小二乘法原理對角域瞬時轉頻曲線進行多項式擬合去除趨勢項，獲得葉輪瞬時轉頻的波動項；對角域葉輪瞬時轉頻波動項進行傅里葉變換，獲得頻譜分析，提取并分析信號中頻率成分，實現風電機組葉輪質量不平衡故障診斷。本發明采用上述一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法，實現對風電機組葉輪不平衡故障的準確診斷，提升風電機組的運行可靠性和安全性。

本發明授權一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法在權利要求書中公布了：1.一種基于轉頻波動特性的風電機組葉輪不平衡診斷方法，其特征在于，包括以下步驟： S1、基于局部峰值搜索算法獲取風電機組齒輪箱振動信號的時頻脊線和葉輪瞬時轉頻曲線，其中計算瞬時葉輪轉頻的具體過程如下： S11、基于振動加速度傳感器獲取風電機組傳動系統振動信號，通過滑動窗口得到不同時間段信號的頻率分布，基于STFT算法獲得振動信號的時頻譜分布Xτ,f，如下所示： 其中，xt為初始信號，ht為窗函數；Xτ,f為信號xt在τ時刻頻率為f的信號頻率成分；*為共軛函數；ht-τ為滑動窗口；信號的能量密度頻譜為： SPτ,f＝|Xτ,f|22； S12、在分析時段上隨機獲取n個初始時刻點，索引初始時刻譜能量最大的頻率，篩選分析頻段內時頻譜能量最大的頻率，如下所示： ft,f＝argmaxXt,f3； S13、對當前時刻分析頻段內時頻譜能量最大的頻率與前一時刻的頻率進行比較，判斷條件如下所示： ft,f＞αft-1,f||ft,f＜βft-1,f4； 其中，α、β由專家經驗獲得；若式4不成立，那么該時刻譜能量最大對應的頻率值為0，循環式3和4直至滿足式4為止，從而獲取該時刻點的頻率值； S14、基于局部峰值搜索算法，從該時刻向前、向后搜索下一時刻對應的頻率值，直到搜索全部分析時段為止，得到分析時段的時頻脊線； S15、重復步驟S11～S14提取所需譜能量較高的時頻脊線 S16、確定與葉輪瞬時轉頻fr之間的比例系數kf，計算葉輪瞬時轉頻，如下所示： S2、對提取的葉輪瞬時轉頻曲線進行角域重采樣，獲得角域上的葉輪瞬時轉頻，具體過程如下： S21、葉輪旋轉角位移θt，如下所示： θt＝at2+bt+c6； 其中，a,b,c為待求系數；t為采樣時間； S22、根據三個連續的鍵相信號的時間點t0,t1,t2與等角度增量Δφ之間的關系建立如下方程組： S23、將公式7代入到公式6中進行求解得到a,b,c，如下所示： S24、根據求得的二次項系數，獲得角位移與時間的關系式，從而計算出等角度間隔重采樣所對應的時刻，如下所示： S25、為避免重復采樣，θ滿足： 式中，Δθ為轉軸重采樣的角度增量，N為采樣點數； S3、運用最小二乘法原理對角域瞬時轉頻曲線進行多項式擬合去除趨勢項，獲得葉輪瞬時轉頻的波動項，具體過程如下： S31、待去除趨勢項的原始數據為xn,yn,n＝1,2,...,N，xn為自變量，yn為因變量即輸出項；構造一個多項式擬合函數Yx表示趨勢項，如下所示： 其中，ak為多項式系數；k為多項式階數，為正整數，取值由原始待分析信號趨勢所確定；當k＝1時即為線性趨勢項進行求解； S32、基于最小二乘法，通過最小化所有數據點的誤差平方和E，找到最佳{ak}的值，使得擬合的曲線Yx與實際數值yx之間的差距最小，如下所示： S33、確定趨勢項需要求解{ak}的值，使得E最小，根據多元函數求極值條件，如下所示： 其中，j＝0,1,2,...,m，用矩陣進行表示得： 其中，當m＝1時，Yx＝a0+a1x，則a0,a1的取值，如下所示： S34、用原始信號減去Yx所表示的趨勢項，即去除待分析原始信號yx中的趨勢，如下所示： S4、對角域葉輪瞬時轉頻波動項進行傅里葉變換，獲得頻譜分析，提取并分析信號中頻率成分，實現風電機組葉輪質量不平衡故障診斷，包括以下步驟： S41、當葉輪存在質量不平衡時，風電機組葉輪轉頻fr，如下所示： 其中，Tw為風對葉輪的轉矩，Te為發電機電磁轉矩，nP為發電機極對數，J為轉動慣量，fwind為隨機風速導致的葉輪轉頻，frg為葉輪質量不平衡導致的轉頻波動； S42、在fr中，frgcosθ只是波動項，fwind中既存在趨勢項，也存在波動項，通過最小二乘法去趨勢處理后，轉頻fr只剩下波動項fr-wave，如下所示： fr-wave＝fR-wave-frgcosθ18； 其中，fR-wave為由風速導致的轉頻變化中的波動分量； S43、對fr-wave進行頻譜分析后，頻譜中的主要頻率特征為質量不平衡特征，特征頻率為： 12πrad-119。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人華北電力大學(保定)，其通訊地址為：071000 河北省保定市蓮池區永華北大街619號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。