基于希尔伯特-黄变换的轴承振动特性分析

滚动轴承是异步电动机的重要部件,其运转状态直接影响到电机运行的安全性。因此在线监测轴承工作状态,及时发现轴承早期故障,对保证异步电动机长期可靠运行具有特别重要的意义。利用希尔伯特-黄变换对非平稳信号的敏感性,提出一种可有效提取轴承故障特征的新方法。对振动加速度传感器获取的轴承随机振动信号,进行经验模态分解,自适应地获得本征模态函数,继而对每组本征模态

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第1 9卷

第 3期

传感技术学报C NE E J UR L E OR D C HI S O NA OF S NS S AN A TUA OR T S

V0 . 9 No 3 11 .

20 0 6年 6月

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基于希尔伯特一变换的轴承振动特性分析黄熊卫华，光宙赵(江大学电气工程学院，州 3 0 2 )浙杭 10 7

摘要：滚动轴承是异步电动机的重要部件，其运转状态直接影响到电机运行的安全性。因此在线监测轴承工作状态，及时发现轴承早期故障，对保证异步电动机长期可靠运行具有特别重要的意义。利用希尔伯特一黄变换对非平稳信号的敏感性，提出一种可有效提取轴承故障特征的新方法。对振动加速度传感器获取的轴承随机振动信号，进行经验模态分解，自适应地获得本征模态函数，继而对每组本征模态函数进行希尔伯特变换，到时间一得频率一能量三维希尔伯特谱，希尔伯特谱揭示了轴承不同工况的时频特征。试验结果进一步证明了该方法的有效性。

关键词：轴承振动；加速度传感器；尔伯特一希黄变换；故障诊断

中图分类号： W 0 .; H1 3 T 26 3T 3

文献标识码： A

文章编号：o 4 1 9 ( O 6 0 -6 5 3 1 o— 6 9 2 o ) 30 5 - 0

中小

型异步电动机多采用滚动轴承，承故障轴所引起的异常振动对电机的安全运行有很大的危害，据统计约有 5的电机烧毁是由于轴承损坏所 O

冲力，引起轴承的周期性振动。通过安装在轴承附

近的电机机匣上的加速度传感器测取振动信号，对其进行频谱分析，以监测轴承运转。由于轴承发可生故障时，测取的电机机匣振动信号不但包括轴所承故障信号，且还包括其他机械部件的振动信而

致。轴承故障是一种典型的早期故障_, 1因此，测]监并提取轴承振动特征，以判断是否发生故障以及可

故障发生部位，好地维护电机。更 当轴承内圈、圈、子出现点蚀等故障时，外滚由于损伤点周期性的撞击其他元件表面，生系列脉产收稿日期：0 50-8 2 0-71

号『, 2尤其是故障初期反映损伤类故障冲击的特征]频率能量很小，常淹没于噪声干扰中，以直接从信难号外部变化观察系统内部的规律。传统采用的

作者简介：熊卫华 (9 9)女， 1 7一，博士生，究方向是故障诊断，研信号处理等方面的应用研究，io 0 1 13 cr! v o 2 0@ 6. o h n赵光宙( 9 6)男， 14一，教授，博士生导师，从事电气传动及其自动化、非线性系统控制、计算机控制技术等领域的研究。

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