أداة هندسية مجانية #039
حاسبة تردد الأعطال الكهربائية للمحركات
احسب السرعة التزامنية، والانزلاق، وتردد الخط 2×، وتردد مرور القطب، وتردد مرور قضيب الدوار، والنطاقات الجانبية التشخيصية لتحليل المحرك الكهربائي.
نتائج
سرعة متزامنة
تعتمد السرعة التزامنية لمحرك الحث AC على تردد الخط وعدد الأقطاب:
ينزلق
الانزلاق هو الفرق بين سرعة الدوران المتزامنة والسرعة الفعلية للدوار، ويُعبر عنه ككسر أو نسبة مئوية:
يبلغ الانزلاق النموذجي عند الحمل الكامل لمحركات الحث القياسية 1-5%.
تردد الانزلاق
ضعف تردد الخط
هذا التردد (100 Hz عند تغذية 50 Hz، و120 Hz عند تغذية 60 Hz) موجود دائمًا في اهتزاز المحرك بسبب المجال المغناطيسي المتناوب. ويشير ارتفاع المركبة 2× line إلى مشكلات كهربائية مثل عدم اتزان الأطوار أو لامركزية الفجوة الهوائية أو أعطال ملفات الجزء الثابت.
تردد مرور القطب
يُعد تردد مرور القطب مؤشرًا رئيسيًا لتحليل قضبان الدوار المكسورة. وتُعتبر النطاقات الجانبية عند تردد مرور القطب، والتي تقارب تردد الخط في أطياف التيار (MCSA)، علامة مميزة لعطل قضيب الدوار.
تردد مرور قضيب الدوار
مثال عملي
المعطيات: fخط = 50 Hz، الأقطاب = 4، N = 1475 RPM
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 دورة في الدقيقة
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
fينزلق = 0.0167 × 50 = 0.833 Hz
2 × خط = 2 × 50 = 100 هرتز
تردد مرور القطب = 2 × s × fخط = 2 × 0.0167 × 50 = 1.67 Hz
⚠️ ملاحظة: تتغير سرعة المحرك بتغير الحمل. تأكد من استخدام السرعة المقاسة فعليًا في ظروف التشغيل، وليس السرعة المذكورة على لوحة البيانات. يوفر مقياس سرعة الدوران أو جهاز قياس السرعة الوميضية أدق النتائج للحسابات التي تعتمد على الانزلاق.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
الإجراءات الموصوفة في هذه الصفحة طوّرها واختبرها ميدانيًا فريق Vibromera باستخدام Balanset-1A، وهو موازن محمول ثنائي القناة ومحلل اهتزاز لموازنة الدوارات في الموقع.
أجهزة تحليل الاهتزازات الاحترافية لتشخيص أعطال المحركات، وموازنة المحركات في الموقع، ومراقبة حالتها. تُستخدم في أكثر من 50 دولة.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحليل اهتزازات ومؤسس شركة Vibromera ورئيسها التنفيذي. منذ أكثر من 15 عامًا يوازن المعدات الدوارة في الموقع لا على منصة اختبار: آلات التقطيع، والمراوح الصناعية، والكسارات، وأجهزة الطرد المركزي، والأعمدة، ومغازل التشغيل. من هذا العمل وُلدت أجهزة Balanset — فقد صُممت كأداة يستطيع الأخصائي حملها إلى الآلة واستخدامها بمفرده في الموقع، لا كمعدات مختبرية. تأسست Vibromera عام 2017، ومقرها منذ عام 2023 في بورتو بالبرتغال. هنا يجري تطوير سلسلة Balanset وتجميعها ودعمها. الجهاز الرئيسي هو Balanset-1A، وهو محلل محمول للموازنة في مستوى واحد ومستويين ولتشخيص الاهتزازات. يشارك Nikolai شخصيًا في دعم العملاء، وفي معالجة حالات الموازنة الصعبة، وفي تطوير البرنامج. وهو يعمل مع عملاء في جميع أنحاء العالم، وبأي لغة.