Mühərriklərdə Elektrik Tezliyini Anlamaq
Elektrik tezliyi — həmçinin xətt tezliyi, şəbəkə tezliyi və ya cərəyan tezliyi deyilən — elektrik motorlarına və digər elektrik avadanlığına verilən alternativ cərəyanın tezliyidir. Dünya üzrə iki standart əsasdır: Şimal Amerikada, Cənub Amerikasının bəzi hissələrində və bəzi Asiya ölkələrində 60 Hz, Avropada, Asiyanın çoxu, Afrika və Avstraliyadakı 50 Hz. Bu tək rəqəm şəbəkə tezliyində hər bir AC motorun sinxron sürətini təyin edir və elektromaqnit qüvvələrinin ailəsini — və buna görə də vibrasiya komponentləri — xətt tezliyinin qatları.
Motorda Vibrasiya Analizi, xətt tezliyi və onun harmonikləri, xüsusən iki dəfə xətt tezliyi (2×f), elektromaqnit problemləri, stator qüsurları və hava-boşluq düzensizlikləri üçün əsas diaqnostik göstəricilərdir. Onları düzgün oxumaq analitikaçının eyni spektr.
1. Mühərrik Sürətinə Münasibət
Sinkron sürət
AC induktiv mühərrik üçün dönən maqnit sahəsinin sinkron sürəti cəbri tezliyi və qütb sayı ilə müəyyən edilir:
Nsinxronizasiya = (120 × f) / P — burada Nsinxronizasiya sinkron sürət RPM-də, f elektrik tezliyi Hz-də və P qütb sayıdır.
Faktiki İş sürəti induktiv rotor fırlanma momentini yaratmaq üçün sürüşməlisinə görə həmişə sinkron sürətindən bir qədər aşağıdır.
Tipik mühərrik sürətləri
Üzərində 60 Hz cəbri tədarükü üçün sinkron sürətlər 2-qütbə malik mühərrik üçün 3600 RPM (təhsil işində təxminən 3550 RPM), 4-qütb üçün 1800 RPM (təxminən 1750 RPM), 6-qütb üçün 1200 RPM (təxminən 1170 RPM) və 8-qütb üçün 900 RPM (təxminən 875 RPM) dir. Bir 50 Hz cəbri tədarükü üçün eyni qütb sayları 3000 RPM (təxminən 2950 RPM faktiki), 1500 RPM (təxminən 1450), 1000 RPM (təxminən 970) və 750 RPM (təxminən 730) verir. Bir mühərrik sürüşməsi və faktiki RPM kalkulyatoru nominal göstərişi və ölçülmüş sürəti birbaşa bu rəqəmlərə çevirir.
Sürüşmə tezliyi
Sinkron və faktiki sürət arasındakı fərq sürüşmə tezliyi:
fs = (Nsinxronizasiya − Nfaktiki) / 60
- Tipik sürüşmə sinkron sürətin 1–5%-ni təşkil edir.
- Nəticədə ortaya çıxan sürüşmə tezliyi adətən yalnız 1–3 Hz-dir.
- Bu yükə bağlıdır — mühərrik daha çox iş görəndə sürüşmə artır.
- Rotor elektrik qüsurlarının diaqnostikasında mərkəzi rolunu oynayır, çünki rotor çubuğu qüsurları vibrasiyonu qütb-keçmə tezliyində modulyasiya edir, bu da sürüşmə vurulmuş qütb sayıdır.
2. Elektromaqnit Vibrasiya Komponentləri
Cəbri tezliyin iki qatı (əsas komponent)
Ən əhəmiyyətli elektromaqnit komponent 2×f tezliyində yerləşir — 60 Hz təchizatda 120 Hz, 50 Hz təchizatda isə 100 Hz. Bu, stator ilə rotor arasındakı maqnit cazibəsinin hər elektrik dövründə iki dəfə pulsasiya etməsi səbəbindən yaranır. Hər AC mühərrikində müəyyən miqdarda olması normaldır, ona görə də sadəcə mövcudluğu nasazlıq sayılmır; lakin yüksək və artmaqda olan 2×f isə statoru problemləri, qeyri-bərabər hava boşluğuvə ya maqnit balanssızlığı.
Cəbri tezlik (1×f)
Xətt tezliyində bir komponent — 50 və ya 60 Hz — adətən 2×f-dən kiçik amplituddaya malikdir. Bu, təchizat gərginliyinin disbalansını göstərə və statora sarğı nasazlıqlarını eşlik edə bilər.
Daha yüksək harmoniklər
4×f, 6×f və ondan yuxarı komponentlər (60 Hz sistemdə 240 Hz, 360 Hz) sağlam mühərrikdə adətən aşağı olur. Onlar artdıqda sarğı problemlərini və ya nüvə-lamel problemlərini göstərə bilər.
3. Diaqnostik Əhəmiyyət
Normal 2×f amplitudu
Sağlam mühərrikdə 2×f komponenti adətən 1× komponentinin təxminən 10%-dən azdır qaçış sürəti səviyyəsi zaman keçdikcə nisbətən sabit qalır və bütün istiqamətlərdə görünür, baxmayaraq ki, tez-tez radial istiqamətdə güclüdür. Normal səviyyənin sonrakı artımı mənalı etməsi müəyyən edilməsidir.
Yüksəlmiş 2×f və onun mənası
- Stator sarğısı problemləri: dövrə arası qısaciqeymələr və ya faza disbalansı zaman keçdikcə 2×f-i artırır, tez-tez temperatur artımı və fazalar arasında ölçülə biləcək cərəyan disbalansı ilə birlikdə olur.
- Hava boşluğu ekssentrikliyi: rotor tərəfindən qeyri-bərabər boşluq ekssentriklik or daşıyıcının aşınması disbalans yaradır maqnit çəkmə, 2×f-i və qütb keçid tezliklərini birlikdə — mexanik və elektromaqnit effektlərinin qarışığı.
- Zəif ayaq və ya çərçivə rezonansı: əgər yumşaq ayaq və ya çərçivənin təbii tezlik 2×f-ə yaxın yerləşirsə, struktur rezonansı elektromaqnit titrəməsi gücləndirir; çərçivə titrəməsi daha sonra rulman titrəməsini çox aşır və çözüm struktur sərtləşdirilməsi və ya əlavə sönümlənmədir.
4. Dəyişən-Tezlik Sürücüləri
VFD-si qəsdən çıxış tezliyini dəyişir — adətən 0–120 Hz — və motor sürəti bunu izləyir, buna görə də hər bir elektromaqnit tezliyinin, 2×f-ni və qütb keçid komponentlərini də daxil olmaqla, sabit 50 və ya 60 Hz-də oturmaq əvəzinə sürücü çıxışı ilə miqyaslaşdırılır. Bu hərəkət titrəmə üçün praktik nəticələrə malikdir:
- Kommutasiya tezlikləri: PWM daşıyıcısı fundamentalın üstünə kHz diapazonundakı komponentləri injeksiya edir.
- Rulman cərəyanları: yüksək tezlik cərəyanları val düzgün qərara alınmamışdırsa rulmanları çukurlaşdıra və xətləndirə bilər.
- Burulma vibrasiyası: fırlanma anı impulsları müxtəlif tezliklərdə görünür.
- Rezonans həyəcanlandırması: süpürmə dəyişkən sürəti quruluş rezonanslarından keçə bilər və vibrasiyonu müvəqqət olaraq gücləndirə bilər.
5. Praktiki Diaqnostika Nümunələri
Hal 1 — yüksək 2×f vibrasiyası
4 qütblü 60 Hz elektromotorunun 1750 RPM-ə yaxın sürətlə işləyərkən 120 Hz komponenti 6 mm/s səviyyəsində görünür, bu da onun 1× işləmə sürəti səviyyəsi olan təxminən 2 mm/s-dən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Enerji işləmə sürətindən daha çox iki dəfə xətt tezliyində cəmləşdiyindən, göstərici mexaniki problemdən daha çox stator sarğısı problemi və ya hava boşluğu ekssentrisitəsidir balanssızlıq. Istilik təsviri stator sectorunda isti ləkə aşkar edir və fazalar arasında cərəyan disbalansı ölçülür, bu diaqnostikasını təsdiq edir; düzəltici tədbiş elektromotorun yenidən sarğılanması və ya dəyişdirilməsidir.
Hal 2 — işləmə sürətinin ətrafında kənar zolaqlar
Piklər 1× ± sürüşmə ilə bağlı aralıqda (bir neçə Hz) meydana çıxır, bu isə qırılmış rotor çubuqları. Elektromotorun cərəyan siqnaturu analizi təchizat cərəyanında eyni yan bant nümunəni göstərir, və kənar zolaq amplitudunu vaxt üzrə izləmək dəyişdirmə planı planlaşdırmaq üçün vaxt verir. Hər iki hal vibrasyon analizinin mexaniki problemlərdən ayırd edə biləcəyi daha geniş ailəsi daxilində yerləşir Elektrik nasazlıqları ki, vibrasyon analizi mexaniki olanlardan ayırmaq üçün yaxşı qurulmuşdur.
6. Monitorinq Ən Yaxşı Təcrübələri
Spektr parametrlərinin qurulması
Maksimum tezliyi 500 Hz-dən yuxarı təyin edin ki, analiz 2×f və onun harmonikalığını tutsa, yaxşı ayrılmış kənar zolaqları ayırmaq üçün kifayət qədər çözünürlük seçin — sürüşmə tezliyi işi üçün təxminən 0.5 Hz-dən yaxşı çözünürlük. Elektromaqnit və mexaniki komponentlər istiqamətlər arasında fərqli şəkildə paylanır, çünki üfüqi, şaquli və aksiyal istiqamətdə ölçüş aparın.
Başlanğıc səviyyələri və trendlər
Elektromotorunun yeni olduğu və ya yeni sarğılandığı zaman 2×f amplitudunu qeyd edin, tərəqədə hər bir elektromotorun tipi üçün normal səviyyələr əmələ gətirin, və xəbərdarlıq limitləri təyin edin — adətən iki ila üç dəfə bazis səviyyəsi 2×f üçün. Sonra əhəmiyyətli parametrləri izləyin: 2× xətt tezliyi amplitüdü, qütb keçid komponentləri, yan zolaq amplitüdləri və nümunələri, ümumi vibrasiya səviyyəsi və adi yataq vəziyyəti göstəriciləri. Bu dəyərlərin zaman keçdikcə necə dəyişdiyini izləmək, nizamlı trend təhlili, tək bir spektrumu erkən xəbərdarlığa çevirəndir.
7. Sahədə Ölçmə
Elektrik imzasını mexaniki imzadan ayırmaq amplitud, tezlik və faza cihazda təmiz ölçmə ilə başlayır. Balanset kimi bir daşıyan iki kanallı alət Balanset-1A FFT spektrini və işləmə sürəti ilə onun harmoniklərinin zəqiq yerləşdirilməsi üçün lazım olan sinxron istinad siqnalını ələ keçirir və 100 və ya 120 Hz-yaxın hər hansı bir pikin elektromaqnit və ya sadəcə bir struktural cavab olub olmadığını təsdiq etməyə kömək edir. Elektrik səbəbi istisna edildikdən sonra və qalıq balanssızlıq 1× vibrasiyasının real motivu kimi müəyyən edildiyi zaman, eyni alət onu düzəldən Sahənin balanslaşdırılması həyata keçirir — sətir tezliyi bilikləri bilavasıta mağaza döşəməsində fəallaşdıra bilir.
Elektrik tezliyi AC motorun necə işlədiyi və necə sındığını anlamaq üçün əsaslandırıcı mahiyyətə malikdir. Vibrasiya spektrində sətir tezliyi komponentlərini — xüsusən 2×f — tanımaq və onların arxasında duran elektromaqnit fenomenlərini bilmək, analitiki mexaniki və elektrik xətalarını ayıran qəti xətt çəkməyə və düzgün diaqnostik və korrektiv tədbirə yönəltməyə imkan verir.
