Разбиране на честотата на приплъзване в асинхронните двигатели

Устройства

Преносим балансьор и виброанализатор Balanset-1A

$2,358.31

Части

Сензор за вибрации

$107.47

Части

Оптичен сензор (лазерен тахометър)

$148.07

Устройства

Balanset-4

$8,123.32

Части

Магнитна стойка с размер 60 kgf

$54.93

Части

Рефлективна лента

$11.94

Устройства

Динамичен балансьор "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Определение: Какво е честота на приплъзване?

Честота на приплъзване е разликата между синхронната скорост (скоростта на въртящото се магнитно поле) и действителната скорост на ротора в асинхронен двигател, изразена в Hz. Тя представлява колко бързо магнитното поле “се плъзга” покрай проводниците на ротора, индуцирайки тока, който създава въртящ момент на двигателя. Честотата на плъзгане е фундаментална за работата на асинхронния двигател и е от решаващо значение при диагностиката на двигателя, защото определя разстоянието между страничните ленти при вибрациите и токовите сигнатури. дефекти на роторния прът.

Честотата на хлъзгане обикновено е в диапазона от 0,5-3 Hz за двигатели под нормално натоварване, като се увеличава с натоварването и осигурява индиректна мярка за натоварването на двигателя. Разбирането на честотата на хлъзгане е от съществено значение за интерпретиране на характеристиките на двигателя. вибрация спектри и диагностициране на електромагнитни повреди.

Как работи приплъзването в асинхронните двигатели

Принципът на индукцията

Асинхронните двигатели работят чрез електромагнитна индукция:

1. Статорните намотки създават въртящо се магнитно поле със синхронна скорост
2. Магнитното поле се върти малко по-бързо от ротора
3. Относителното движение между полето и роторните пръти индуцира ток в ротора
4. Индуцираният ток създава магнитно поле на ротора
5. Взаимодействието между полетата на статора и ротора създава въртящ момент
6. Ключов момент: Ако роторът достигне синхронна скорост, няма да има относително движение, индукция, въртящ момент.

Защо е необходимо приплъзване

• Роторът трябва да работи по-бавно от синхронната скорост, за да се получи индукция
• По-голямо приплъзване, по-голям индуциран ток, по-голям произведен въртящ момент
• При празен ход: минимално приплъзване (~1%)
• При пълно натоварване: по-високо приплъзване (типично за 3-5%)
• Приплъзването позволява на двигателя автоматично да регулира въртящия момент спрямо натоварването

Изчисляване на честотата на приплъзване

Формула

• fs = (Nсинхронизация – Nдействителност) / 60
• Където fs = честота на плъзгане (Hz)
• Nsync = синхронна скорост (RPM)
• Nactual = действителна скорост на ротора (RPM)

Алтернатива с използване на процент на приплъзване

• Приплъзване (%) = [(Nsync – Nactual) / Nsync] × 100
• fs = (Slip% × Nсинхронизация) / 6000

Примери

4-полюсен, 60 Hz двигател на празен ход

• Nsync = 1800 об/мин
• Nдействителни обороти = 1795 об/мин (леко натоварване)
• fs = (1800 – 1795) / 60 = 0,083 Hz
• Приплъзване = 0.3%

Същият мотор при пълно натоварване

• Nsync = 1800 об/мин
• Nдействителна = 1750 об/мин (номинална скорост)
• fs = (1800 – 1750) / 60 = 0,833 Hz
• Приплъзване = 2.8%

2-полюсен, 50 Hz мотор

• Nsync = 3000 об/мин
• Nдействителни обороти = 2950 об/мин
• fs = (3000 – 2950) / 60 = 0,833 Hz
• Приплъзване = 1.7%

Честота на приплъзване във вибрационната диагностика

Разстояние между страничните ленти за дефекти на роторния прът

Най-важното диагностично приложение на честотата на приплъзване:

• Модел: Странични ленти около 1× скорост на движение при ±fs, ±2fs, ±3fs
• Пример: Двигател с 1750 об/мин (29,2 Hz) с fs = 0,83 Hz
• Странични ленти при: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz и др.
• Диагноза: Тези странични ленти показват счупени или напукани роторни пръти
• Амплитуда: Амплитудата на страничната лента показва броя и тежестта на счупените пръти

Анализ на текущата сигнатура

В спектрите на тока на двигателя:

• Дефектите на роторните пръти създават странични ленти около мрежовата честота
• Модел: fline ± 2fs (забележка: 2× честота на хлъзгане, не 1×)
• За 60 Hz двигател с хлъзгане 1 Hz: странични ленти 58 Hz и 62 Hz
• Потвърждава диагнозата на роторния прът от вибрации

Приплъзване като индикатор за натоварване

Приплъзването варира в зависимост от натоварването

• Без товар: 0,2-1% приплъзване (0,1-0,5 Hz за типични двигатели)
• Половин зареждане: 1-2% приплъзване (0,5-1,0 Hz)
• Пълно натоварване: 2-5% плъзгане (1-2,5 Hz)
• Претоварване: > 5% хлъзгане (> 2,5 Hz)
• Започва: 100% приплъзване (честота на приплъзване = честота на линията)

Използване на Slip за оценка на натоварването

• Измерете точно действителната скорост на двигателя
• Изчислете приплъзване от разликата в синхронните скорости
• Сравнете с номиналното приплъзване при пълно натоварване от табелата с данни
• Оценете процента на натоварване на двигателя
• Полезно, когато няма директно измерване на мощност

Фактори, влияещи върху приплъзването

Фактори на дизайна

• Съпротивление на ротора: По-високо съпротивление = по-голямо хлъзгане
• Клас на проектиране на двигателя: NEMA дизайнът влияе върху характеристиките на хлъзгане
• Напрежение: По-ниското напрежение увеличава хлъзгането за даден товар

Условия на работа

• Въртящ момент на натоварване: Основен фактор за приплъзване
• Захранващо напрежение: Ниското напрежение увеличава хлъзгането
• Честотна вариация: Промените в честотата на захранването влияят на приплъзването
• температура: Нагряването на ротора увеличава съпротивлението, увеличавайки приплъзването

Състояние на двигателя

• Счупените роторни пръти увеличават приплъзването (по-малко ефективно производство на въртящ момент)
• Проблемите с намотките на статора могат да повлияят на приплъзването
• Проблеми с лагерите, увеличаващи триенето, леко увеличават приплъзването

Методи за измерване

Директно измерване на скоростта

• Използвайте тахометър или стробоскоп за измерване на действителните обороти
• Разберете синхронната скорост от табелката с данни на двигателя (полюси и честота)
• Изчисляване на приплъзване: fs = (Nsync – Nactual) / 60
• Най-точният метод

От вибрационния спектър

• Идентифицирайте точно 1× пик на скоростта на бягане
• Изчислете скоростта на бягане от 1× честота
• Определяне на приплъзване от разликата в синхронните скорости
• Изисква FFT с висока резолюция

От разстоянието между страничната лента

• Ако има дефект на роторния прът в страничните ленти
• Измерване на разстоянието между страничните ленти
• Разстояние = честота на приплъзване директно
• Удобно, но изисква наличието на дефект

Практическо диагностично приложение

Нормални стойности на приплъзване

• Документирайте базовото приплъзване при различни натоварвания за всеки двигател
• Типично приплъзване при пълно натоварване: 1-3% (проверете табелата с данни)
• Приплъзване > стойността на табелката с данни може да показва претоварване или проблем с двигателя
• Подхлъзване < очакваното при даден товар може да показва електрическа повреда

Индикатори за необичайно приплъзване

• Прекомерно приплъзване: Претоварен двигател, счупени роторни пръти, високо съпротивление на ротора
• Променливо приплъзване: Колебания на натоварването, нестабилност на електрозахранването
• Ниско приплъзване при натоварване: Възможен проблем със статора, проблем с напрежението

Честотата на хлъзгане е от основно значение за работата и диагностиката на асинхронния двигател. Като разстояние между страничната лента за откриване на дефекти в роторните пръти и като индикатор за натоварване на двигателя, честотата на хлъзгане предоставя важна информация за оценка на състоянието на двигателя. Точното определяне на честотата на хлъзгане позволява правилно тълкуване на вибрациите и токовите характеристики на двигателя, разграничавайки нормалната работа от условията на повреда.

---

← Обратно към основния индекс