[发明专利]一种变压器绕组模态参数识别方法

摘要

本发明公开了一种变压器绕组模态参数的识别方法，包括下列步骤：采集变压器绕组各个测点的振动信号；对振动信号进行傅里叶变换，得到变压器绕组的振动频响曲线；做傅里叶反变换，得到变压器绕组的自由振动信号；使用Morlet小波对自由振动信号进行小波变换，做小波变换时频图；提取小波变换时频图中的小波脊线，各条小波脊线的纵坐标为变压器绕组的各阶固有频率；计算各阶固有频率的阻尼比；计算各阶固有频率的绕组振型。本发明能准确、高效地识别变压器绕组的模态参数，方便对绕组结构进行设计及制造、绕组变形检测和状态评估。

主权项

1.一种变压器绕组模态参数识别方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：（1）在变压器绕组表面设置N个测点，将N个振动加速度传感器分别对应放置在各测点，在变压器绕组上放置激振器，并向该激振器输入信号V_i对变压器绕组进行激振，所述的N个振动加速度传感器分别采集各个测点的振动信号V_oi，i=1，2，……，N；（2）分别对输入信号V_i和各个测点的振动信号V_oi进行傅里叶变换，得到变压器绕组的振动频响曲线H(ω)：H(ω)=(Σi=1NVoi(ω))/Vi(ω)]]>式中，V_i(ω)为输入信号V_i的傅里叶变换；V_oi(ω)为各个测点振动信号V_oi的傅里叶变换；N为振动加速度传感器的个数；（3）对所述的振动频响曲线H(ω)做傅里叶反变换，得到变压器绕组的自由振动信号h(t)：h(t)=Σi=1PAie-ϵiωnitcos(ωdit+θi)]]>式中，P为系统模态阶数；A_i为第i阶系统模态响应信号振幅；ω_ni为第i阶系统无阻尼固有频率；ε_i为第i阶系统阻尼比；θ_i为第i阶模态响应初始相位；ω_di为第i阶系统有阻尼固有频率，且有因此，当系统阻尼较小时，有ω_di＝ω_ni；（4）利用Morlet小波对自由振动信号h(t)进行小波变换，得到自由振动信号h(t)的小波变换系数矩阵WT(a,b)：WT(a,b)≈aπ2Σi=1PAie-ϵiωnibe-(aωdi-ω0)2/2ej(ωdib+θi)]]>式中，ω₀为Morlet小波的中心频率；a为频率尺度；b为时间。（5）对小波变换系数矩阵WT(a,b)取模，计算小波变换系数矩阵WT(a,b)的模值|WT(a,b)，根据小波变换系数矩阵WT(a,b)的模值|WT(a,b)做小波变换时频图；（6）提取小波变换时频图中的小波脊线，各条小波脊线的纵坐标为变压器绕组的各阶固有频率；（7）计算小波系数模极大值max(WT)对时间t的导数λ，根据该导数λ，计算步骤(6)得到的各阶固有频率分别所对应的阻尼比ε_k，公式为：ε_k＝-λ/(2πf_k)式中，f_k为第k阶固有频率；ε_k为第k阶固有频率所对应的阻尼比；（8）根据小波变换系数矩阵WT(a,b)，识别步骤(6)得到的各个固有频率分别所对应的振型。