Безплатен инженерен инструмент #039
Калкулатор за честота на електрически дефекти на двигателя
Изчислете синхронна скорост, хлъзгане, 2× мрежова честота, честота на преминаване на полюсите, честота на преминаване на роторните пръти и диагностични странични ленти за анализ на електрически двигател.
Резултати
Синхронна скорост
Синхронната скорост на променливотоковия асинхронен двигател зависи от мрежовата честота и броя на полюсите:
Подхлъзване
Приплъзването е разликата между синхронната и действителната скорост на ротора, изразена като дроб или процент:
Типичното приплъзване при пълно натоварване за стандартни асинхронни двигатели е 1–5%.
Честота на приплъзване
2× Честота на линията
Тази честота (100 Hz при захранване 50 Hz, 120 Hz при 60 Hz) винаги присъства във вибрациите на двигателя поради променливото магнитно поле. Повишената двукратна мрежова честота показва електрически проблеми: небалансирани фази, ексцентричност на въздушната междина или повреди в статорната намотка.
Честота на преминаване на полюса
Честотата на преминаване на полюсите е ключов индикатор при анализа на счупени роторни пръти. Страничните ленти при честотата на преминаване на полюсите около 1× мрежовата честота в токовите спектри (MCSA) са класически признак за повреда на роторни пръти.
Честота на преминаване на роторния прът
Практически пример
Дадено: fлиния = 50 Hz, Полюси = 4, N = 1475 об/мин
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 об/мин
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
fподхлъзване = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× линия = 2 × 50 = 100 Hz
Честота на преминаване на полюсите = 2 × s × fлиния = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Забележка: Скоростта на двигателя варира в зависимост от натоварването. Уверете се, че използвате действително измерената скорост при работни условия, а не скоростта, посочена на табелката с номинални стойности. Измерване с тахометър или стробоскоп дава най-точните резултати за изчисления, зависими от приплъзване.
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
Процедурите, описани на тази страница, са разработени и тествани на терен от екипа на Vibromera с помощта на Balanset-1A, преносим двуканален балансьор и анализатор на вибрации за балансиране на ротори на място.
Професионални инструменти за вибрационен анализ за диагностика на двигатели, балансиране на място и мониторинг на състоянието. Използват се в над 50 страни.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер по вибрационен анализ, основател и изпълнителен директор на Vibromera. Повече от 15 години той балансира въртящо се оборудване на място, а не на изпитвателен стенд: мулчери, промишлени вентилатори, трошачки, центрофуги, валове и шпиндели. Именно от тази работа се родиха уредите Balanset — те са замислени като инструмент, който специалистът може да занесе до машината и да използва сам, на място, а не като лабораторно оборудване. Vibromera е основана през 2017 г. и от 2023 г. е базирана в Порто, Португалия. Тук се извършват разработката, сглобяването и поддръжката на серията Balanset. Водещият уред е Balanset-1A — портативен анализатор за едноравнинно и двуравнинно балансиране и за вибрационна диагностика. Nikolai лично участва в поддръжката на клиентите, в решаването на трудни случаи на балансиране и в разработката на софтуера. Работи с клиенти по целия свят, на всякакъв език.
