Какво е електрическа честота? Мрежова честота в двигателите • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори Какво е електрическа честота? Мрежова честота в двигателите • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори

Какво е електрическа честота? Честота на мрежата в двигателите

Публикувано от admin на

Разбиране на електрическата честота в двигателите

Определение: Какво е електрическа честота?

Електрическа честота (наричана още линейна честота, мрежова честота или захранваща честота) е честотата на променливия ток (AC), подаван към електродвигатели и друго електрическо оборудване. Двете стандартни електрически честоти в световен мащаб са 60 Hz (херца) в Северна Америка, части от Южна Америка и някои азиатски страни и 50 Hz в Европа, по-голямата част от Азия, Африка и Австралия. Тази честота определя синхронната скорост на променливотоковите двигатели и създава характерни електромагнитни сили и вибрация компоненти на кратни на мрежовата честота.

В двигателя анализ на вибрациите, електрическата честота и нейните хармоници (особено 2× мрежова честота) са важни диагностични индикатори за електромагнитни проблеми, проблеми със статора и нередности във въздушната междина.

Връзка със скоростта на двигателя

Изчисляване на синхронната скорост

За променливотокови асинхронни двигатели синхронната скорост се определя от електрическата честота:

  • Nсинхронизиране = (120 × f) / P
  • Където Nсинхронизиране = синхронна скорост (обороти в минута)
  • f = електрическа честота (Hz)
  • P = брой полюси в двигателя

Често срещани скорости на двигателя

За 60 Hz системи

  • 2-полюсен мотор: 3600 об/мин синхронно (действително ~3550 об/мин с приплъзване)
  • 4-полюсен мотор: 1800 об/мин синхронен (действителни ~1750 об/мин)
  • 6-полюсен мотор: 1200 об/мин синхронен (действителни ~1170 об/мин)
  • 8-полюсен мотор: 900 об/мин синхронен (действителен ~875 об/мин)

За 50 Hz системи

  • 2-полюсен мотор: 3000 об/мин синхронно (действително ~2950 об/мин)
  • 4-полюсен мотор: 1500 об/мин синхронен (действителни ~1450 об/мин)
  • 6-полюсен мотор: 1000 об/мин синхронно (действително ~970 об/мин)
  • 8-полюсен мотор: 750 об/мин синхронен (действителни ~730 об/мин)

Честота на приплъзване

Разликата между синхронна и действителна скорост:

  • Честота на хлъзгане (fs) = (Nсинхронизиране – Ндействителен) / 60
  • Типично приплъзване: 1-5% на синхронна скорост
  • Честота на хлъзгане обикновено 1-3 Hz
  • Зависи от натоварването: приплъзването се увеличава с натоварването
  • Важно за диагностициране на електрически дефекти на ротора

Електромагнитни вибрационни компоненти

2× Честота на линията (най-важна)

Доминиращият електромагнитен вибрационен компонент:

  • 60 Hz системи: 2 × 60 = 120 Hz вибрационен компонент
  • 50 Hz системи: 2 × 50 = 100 Hz вибрационен компонент
  • Причина: Магнитните сили между статора и ротора пулсират с двойна линейна честота
  • Винаги присъства: Нормална характеристика на всички променливотокови двигатели (нормална с ниска амплитуда)
  • Повишена амплитуда: Показва проблеми със статора, проблеми със въздушната междина или магнитен дисбаланс

Честота на линията (1×f)

  • 50 Hz или 60 Hz компонент
  • Обикновено по-ниска амплитуда от 2×f
  • Може да показва дисбаланс на захранващото напрежение
  • Може да се появи при повреди в намотката на статора

Висши хармоници

  • 4×f, 6×f и т.н. (240 Hz, 360 Hz за 60 Hz системи)
  • Може да показва проблеми с намотката или проблеми с ламинирането на сърцевината
  • Типично ниска амплитуда при здрави двигатели

Диагностично значение

Нормална амплитуда 2×f

  • Обикновено < 10% от 1× (скорост на движение) вибрация
  • Относително постоянно във времето
  • Присъства във всички посоки, но често е най-силно радиално

Повишено 2×f показва проблеми

Проблеми с намотките на статора

  • Късо съединение между завои, фазов дисбаланс
  • 2×f амплитуда, нарастваща с времето
  • Може да бъде съпроводено с повишаване на температурата
  • Измерим токов дисбаланс между фазите

Ексцентричност на въздушната междина

  • Неравномерна въздушна междина поради ексцентричност на ротора или износване на лагерите
  • Създава небалансирано магнитно привличане
  • 2×f и повишени честоти на преминаване на полюса
  • Комбинация от механични и електромагнитни ефекти

Мек резонанс на крака или рамката

  • Ако собствената честота на рамката на двигателя е близо до 2×f
  • Структурният резонанс усилва електромагнитните вибрации
  • Вибрацията на рамката е много по-висока от вибрацията на лагера
  • Коригира се чрез структурно укрепване или демпфиране на рамката

Честотни задвижвания (VFD)

Влияние на честотната преобразувател (VFD) върху електрическата честота

  • VFD създават променлива изходна честота (типично 0-120 Hz)
  • Скорост на двигателя, пропорционална на изходната честота на честотния регулатор
  • Всички електромагнитни честоти се мащабират с изходната честота на честотния регулатор
  • ШИМ превключването създава допълнителни високочестотни компоненти

Проблеми с вибрациите, специфични за честотните преобразуватели (VFD)

  • Честоти на превключване: kHz-диапазонни компоненти от ШИМ превключване
  • Лагерни токове: Високочестотните токове могат да повредят лагерите
  • Торсионни вибрации: Пулсации на въртящия момент при различни честоти
  • Резонансно възбуждане: Променливата скорост може да премине през резонанси

Практически примери за диагностика

Случай 1: Висока вибрация 2×f

  • Симптом: 4-полюсен, 60 Hz мотор (1750 об/мин) с вибрация 120 Hz = 6 мм/сек
  • Анализ: 120 Hz, много по-високо от 1× вибрация на скоростта на движение (2 mm/s)
  • Диагноза: Проблем с намотката на статора или ексцентричност на въздушната междина
  • Потвърждение: Термографското изображение показва гореща точка в статора, измерен е токов дисбаланс
  • Действие: Пренавийте или сменете двигателя

Случай 2: Странични ленти около скоростта на бягане

  • Симптом: Пикове при 1× ± 2 Hz (честота на хлъзгане)
  • Диагноза: Счупени роторни пръти
  • Потвърждение: MCSA показва същия модел на страничната лента в тока
  • Прогресия: Следете нарастването на амплитудата, за да планирате подмяната

Най-добри практики за мониторинг

Настройка на спектрален анализ

  • Осигурете Fmax (максимална честота) > 500 Hz, за да уловите 2×f и хармоници
  • Адекватна резолюция за разделяне на близко разположени странични ленти (< 0,5 Hz резолюция за анализ на честотата на приплъзване)
  • Измерване в множество посоки (хоризонтално, вертикално, аксиално)

Установяване на базовата линия

  • Запишете амплитудата 2×f, когато двигателят е нов или прясно пренавит
  • Установете нормални нива за всеки тип двигател в съоръжението
  • Задаване на граници на алармата (обикновено 2-3× базова линия за 2×f)

Тенденционни параметри

  • 2× амплитуда и тренд на честотата на линията
  • Компоненти на честотата на преминаване на полюса
  • Амплитуди и модели на страничните ленти
  • Общи нива на вибрации
  • Индикатори за състоянието на лагерите

Електрическата честота е от основно значение за разбирането на работата и диагностиката на променливотоковия двигател. Разпознаването на компонентите на мрежовата честота (особено 2×f) във вибрационните спектри и разбирането на връзката им с електромагнитните явления позволява разграничаване между механични и електрически повреди на двигателя, насочвайки подходящи диагностични и коригиращи действия.

← Обратно към основния индекс

Категории:
WhatsApp