基于HHT模态参数识别的悬吊式换流阀阻尼比计算

黄明铎，孙启国

(北方工业大学 机械与材料工程学院，北京 100144)

伴随特高压直流输电系统在我国的快速发展，其安全可靠性也引起了人们越来越多的重视。换流阀在换电站，甚至整个特高压直流输电工程中承担着核心设备的作用，其能否可靠稳定安全的运行将会影响整个系统正常运作与否。关于悬吊式换流阀的抗震特性分析中阻尼比的取值，工程上普遍采用《建筑抗震设计规范》的建议值2.0%[1]，且尚未有对其进行针对性的试验与计算。已有大量的研究证明，选择合理的阻尼比取值或阻尼模型将直接影响结构响应结果的真实性[2-4]，因此，为悬吊式换流阀进行结构阻尼比的计算对实际工程抗震设计具有很重要的意义。

笔者以某型号悬吊式换流阀为例，通过ANSYS软件建立一有限元模型，并模拟振动台试验，采用基于希尔伯特-黄变换(HHT)的模态参数识别技术，计算得到换流阀的主要振型阻尼比和整体结构阻尼比。

1 HHT模态参数识别

模态参数识别技术是对结构振动信号进行处理的重要环节。笔者采用基于HHT的模态参数识别技术，从悬吊式换流阀的自由振动信号中得到频率及模态阻尼比等参数。希尔伯特-黄变换(HHT)因其不受Heisenberg测不准原理的制约，且具有自适应性的特点，在处理悬吊式换流阀的非线性和非平稳信号时，有着其他的传统处理方法(傅里叶变换、小波变换等)不可比拟的优势。

基于HHT模态参数识别技术识别悬吊式换流阀振型阻尼比及频率的过程为：