應(yīng)用背景：
旋轉(zhuǎn)機械行業(yè)常使用硬件方式來獲取轉(zhuǎn)速信號，但這種方式會額外增加人力物力，并且常會受到安裝條件的限制。為了解決硬件方式的諸多弊端，可用非轉(zhuǎn)速計方式獲取轉(zhuǎn)速，作為轉(zhuǎn)速測量的補充?，F(xiàn)在對非轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)三維譜振分析的基礎(chǔ)上，提出了一種瞬時轉(zhuǎn)速估計方法，和硬件獲取轉(zhuǎn)速對比，兩者的一致性很好。此方法為旋轉(zhuǎn)機械行業(yè)的轉(zhuǎn)速信號獲取提供了一種經(jīng)濟、準(zhǔn)確和可靠的途徑。
旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)速獲取成為了工程部門的需求痛點
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機械類的產(chǎn)品在制造業(yè)的應(yīng)用越來越多。對產(chǎn)品的振動噪聲評價時，技術(shù)專家往往需要分析在特定轉(zhuǎn)速下設(shè)備的振動和噪聲信號，從而判斷設(shè)備的運行狀態(tài)及故障原因。在獲取轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，可應(yīng)用多種高級分析方法，如轉(zhuǎn)速三維譜振、階次分析、伯德圖等。
目前常用的轉(zhuǎn)速獲取方式
傳統(tǒng)的測量轉(zhuǎn)速方法是安裝各式各樣的轉(zhuǎn)速傳感器（例如光電、磁電傳感器）獲得鍵相脈沖信號。
硬件測量轉(zhuǎn)速方式的不足
使用了轉(zhuǎn)速傳感器就會增加測試環(huán)節(jié)，需要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)留出通道進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量。在某些應(yīng)用場景下，現(xiàn)場安裝轉(zhuǎn)速傳感器十分不方便，甚至沒有安裝空間。
汽車發(fā)動機曲軸、傳動軸轉(zhuǎn)速的測量，需要定制工裝才能安裝轉(zhuǎn)速傳感器。
對于加防護(hù)罩的某些電機，防護(hù)罩阻擋了傳感器的安裝，導(dǎo)致根本沒有安裝空間。
軌道車輛轉(zhuǎn)速的測量，需要在車下輪對位置布置傳感器，走線麻煩而且非常危險。
原理介紹
瞬時轉(zhuǎn)速估計是在三維譜振分析圖中自動識別階次曲線，通過此曲線對原始信號進(jìn)行濾波得到一組窄帶信號。通過對窄帶信號的瞬時頻率進(jìn)行估計，得到瞬時轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)速估計對比驗證
為驗證轉(zhuǎn)速估計軟件的效果，實際測量一組電機運行過程中的振動信號。通過對測量的振動信號進(jìn)行轉(zhuǎn)速估計得到一組轉(zhuǎn)速信號，同時通過光電轉(zhuǎn)速傳感器實際測量一組電機的轉(zhuǎn)速信號，對兩種方式得到的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行對比。
圖為 東方所INV1618轉(zhuǎn)子故障試驗臺
1. 時域數(shù)據(jù)
圖為一組通過電渦流位移傳感器測得的電機振動位移信號波形圖，電機運行的工況包含加速、勻速、減速三個過程。
2. 時間三維譜振分析
圖為對振動位移信號進(jìn)行時間三維譜振分析后得到的三維彩圖，在圖中可看到繪制的階次轉(zhuǎn)頻曲線。
3. 轉(zhuǎn)速-時間結(jié)果對比
圖為兩種轉(zhuǎn)速信號的對比圖，圖中兩條曲線近乎重合，可以看出用振動信號估計的轉(zhuǎn)速與光電轉(zhuǎn)速傳感器測量的轉(zhuǎn)速是一致的。
軟件還可以根據(jù)該轉(zhuǎn)速曲線生成方波脈沖參與后續(xù)計算分析。
結(jié) 論
此方法已在旋轉(zhuǎn)機械相關(guān)行業(yè)得到了應(yīng)用，滿足了實際工程應(yīng)用上的轉(zhuǎn)速測量需求，在工程實踐中得到了檢驗，具有很強的工程意義。
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