Pochopení Nyquistovy křivky (polární křivky)

Definice: Co je Nyquistův graf?

A Nyquistův graf, také běžně známý jako polární graf V oblasti vibrační analýzy je graf používaný k zobrazení měnících se charakteristik vibračního vektoru v polárním souřadnicovém systému. Na rozdíl od Bodeho graf, který zobrazuje amplitudu a fázi na dvou samostatných kartézských grafech, Nyquistův graf je spojuje do jednoho grafu.

• Na stránkách vzdálenost od počátku (středu) grafu představuje amplitudu vibrací.
• Na stránkách úhel kolem pozemku představuje fázový úhel vibrace.

Graf sleduje dráhu hrotu vibračního vektoru 1X (synchronního) při změně rychlosti stroje, obvykle během spouštění nebo vypínání. Rychlost je často indikována změnou barev nebo symbolů podél vykreslené čáry.

Proč je Nyquistův graf důležitý?

Nyquistův graf poskytuje jedinečnou a účinnou vizualizaci dynamické odezvy stroje. Jeho primární použití, stejně jako Bodeho graf, je k identifikaci a analýze vlastností stroje. kritické rychlosti (rezonance).

Klasickým ukazatelem kritické rychlosti na Nyquistově grafu je smyčkaJak se rychlost stroje blíží vlastní frekvenci, amplituda vibrací se zvyšuje, což způsobuje, že se graf pohybuje od počátku. Jakmile rychlost projde kritickou rychlostí, fáze se posune o 180 stupňů, což způsobí, že se hrot vektoru pohybuje a tvoří kružnici nebo smyčku. Bod maximální amplitudy je vrchol smyčky a samotná kritická rychlost je v bodě fázového posunu o 90 stupňů na smyčce.

Interpretace Nyquistova grafu

Tvar, velikost a orientace smyčky na Nyquistově grafu mohou odhalit podrobné informace o stavu a dynamických vlastnostech rotoru:

• Tlumení: Průměr smyčky je nepřímo úměrný útlumu v systému. Velký, dobře tvarovaný kruh značí nízké útlum (vysoké zesílení), zatímco malý, těsný kruh značí dobře tlumený systém.
• Anizotropie (rozdělení kritických hodnot): Pokud má rotorový systém různou tuhost v horizontálním a vertikálním směru, může graf ukazovat dvě odlišné, překrývající se smyčky, což jasně naznačuje „kritické rozdělení“.
• Umístění těžkého místa: Orientace smyčky může pomoci určit umístění těžkého místa rotoru (nevyváženosti) vzhledem k fázové referenční značce na hřídeli.
• Změny systému: Porovnání Nyquistových diagramů v čase může odhalit změny ve stavu stroje. Změna velikosti nebo tvaru smyčky naznačuje změnu tlumení nebo tuhosti, což může být způsobeno problémy, jako je prasklý rotor, uvolněný základ nebo změny v charakteristikách ložiska.
• Vyvažování: Tento graf se používá v pokročilém vyvažování flexibilních rotorů. Pozorováním změny v grafu po přidání zkušebního závaží může analytik určit koeficienty vlivu potřebné k výpočtu správného řešení vyvážení.

Nyquistův graf vs. Bodeho graf

Nyquistův a Bodeho graf zobrazují přesně stejná data (1X amplituda a fáze vs. rychlost), ale v různých formátech. Volba mezi nimi často závisí na preferencích analytika a na konkrétním prvku, který chce zdůraznit.

• Bodeho graf: Lepší pro jasné zobrazení přesných otáček vrcholové amplitudy a přesného počátečního a koncového bodu fázového posunu o 180 stupňů. Osa rychlosti je lineární a snadno čitelná.
• Nyquistův graf: Lepší pro vizualizaci celkové dynamické odezvy v jednom pohledu. Vyniká v intuitivnějším zobrazení míry tlumení (velikosti smyčky) a identifikaci rozdělených kritických hodnot (překrývajících se smyček) než Bodeův diagram.

Většina moderního softwaru pro analýzu vibrací dokáže zobrazit oba typy grafů a zkušení analytici je často používají společně pro komplexní diagnózu.

← Zpět na hlavní index