2009年第1期
总213期
文章编号：1006-2971(2009)01-0001-04
压缩机技术 Compresson
基于多重分形的往复压缩机分级诊断研究
王金东，赵海洋，李新伟
（大庆石油学院机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318）
■设计研究
摘要：应用多重分形理论实现了往复压缩机振动信号的故障特征提取。广义维数D。作为故障特征参数能够很好地反映往复压缩机的工作状态。广义维数谱中D。的最大值与最小值之差△D。反应了振动信号波动的大小，通过比较压缩机两级正常与故障状态下的△D，之差，可以评定哪一级出现了故障，实
现往复压缩机行状态的分级诊断。对多种故障类型的大量数据分析验证了此方法的有效性。关键词：往复压缩机；分级诊断：广义维数
中图分类号：TH457;TP206.3
文献标识码：A
StepDiagnosis of ReciprocatingCompressorBased onMultifractal Theory
WANG Jin-dong,ZHAO Hai-yang, LI Xin-wei
( Department of Mechanics,Daqing Petroleum Institute, Daging 163318, China)
Abstract: The multifractal theory is applied to extract the fault features from the vibration signals of different spots on reciprocating compressor, The genenal dimensions can give a good presentation for the running state of the recipro cating compressor. D, is a difference between maximum and minimum of D, in the general dimention spoctrum,it is a response on the fluctuation of vibration signals. The fault step can be identified by comparing the difference of D, under normal and fault state on two steps; the step diagnosis of running state for the reciprocating compressor is a-
chieved. The validity of the method is proved by analyzing on the mass data of the manifold faults. Key words : reciprocating compressor;step diagnosis ;general dimension
引信言 1
由于单级压缩受到气体压力比的限制，生产中广泛采用多级往复压缩机来获得较高的压力比。对于多级往复压缩机这类结构复杂的大型机组，一次到位的诊断思路是不现实的，采用分级诊断策略是较适宜的途径1]。作者的前期工作主要是针对多级压缩机的某一级进行的[2-4]，也就是说是在已知压缩机某级的部件发生故障的前提下，对故障级进行信号检测与识别分析的。事实上，由于往复压缩机内部激振源振动传递作用极其复杂，压缩机某级部件发生故障同样会引起另一级的异常振动，加上级间各运动部件的相互作用，进一步加剧了往复压缩机故障诊断的复杂性。因此，要实现多级压缩
收稿日期：2008=10-20
基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11531011)
机的整机故障诊断，避免出现标准特征模式的“组合爆炸”问题，必须首先实现压缩机分级诊断。
分形理论是目前非线性科学研究中非常重要的方面，它在揭示复杂系统所表现出来的非平稳性、不连续性等方面具有独特之处。研究发现往复压缩机振动信号具有分形特征，应用非线性分形方法可以较好地提取振动信号的特征。许多研究者运用简单分形从整体上刻画了信号的不规则性，但简单分形只能反映信号的整体特性，缺乏对局部奇异特性的刻画。多重分形不但能从整体上反映信号的不规则性，而且能精细的刻画信号的局部行为(3]。本文尝试将多重分形理论应用于往复压缩机的故障诊断，应用多重分形理论对往复压缩机故障特征进行提取，实现多级往复压缩机运行状态的分级诊断。
多重分形的故障特征提取
2
描述广义维数D。的模型详见文献[4]。计算D。
.1.