Co je elektrická frekvence? Síťová frekvence v motorech • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co je elektrická frekvence? Síťová frekvence v motorech • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co je elektrická frekvence? Síťová frekvence v motorech

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení elektrické frekvence v motorech

Definice: Co je elektrická frekvence?

Elektrická frekvence (také nazývaná síťová frekvence, frekvence sítě nebo frekvence napájení) je frekvence střídavého proudu (AC) dodávaného do elektromotorů a dalších elektrických zařízení. Dvě standardní elektrické frekvence na celém světě jsou 60 Hz (Hertz) v Severní Americe, částech Jižní Ameriky a některých asijských zemích a 50 Hz v Evropě, většině Asie, Afriky a Austrálie. Tato frekvence určuje synchronní rychlost střídavých motorů a vytváří charakteristické elektromagnetické síly a vibrace složky na násobcích síťové frekvence.

V motoru analýza vibrací, Elektrická frekvence a její harmonické (zejména 2× síťová frekvence) jsou důležitými diagnostickými indikátory elektromagnetických problémů, problémů se statorem a nepravidelností vzduchové mezery.

Vztah k rychlosti motoru

Výpočet synchronní rychlosti

U střídavých asynchronních motorů je synchronní rychlost určena elektrickou frekvencí:

  • Nsynchronizace = (120 × f) / P
  • Kde Nsynchronizace = synchronní otáčky (ot./min)
  • f = elektrická frekvence (Hz)
  • P = počet pólů v motoru

Běžné otáčky motoru

Pro systémy 60 Hz

  • 2pólový motor: 3600 ot./min synchronní (skutečné ~3550 ot./min s prokluzem)
  • 4pólový motor: 1800 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~1750 ot./min)
  • 6pólový motor: 1200 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~1170 ot./min)
  • 8pólový motor: 900 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~875 ot./min)

Pro systémy 50 Hz

  • 2pólový motor: 3000 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~2950 ot./min)
  • 4pólový motor: 1500 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~1450 ot./min)
  • 6pólový motor: 1000 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~970 ot./min)
  • 8pólový motor: 750 ot./min synchronní (skutečné otáčky ~730 ot./min)

Frekvence skluzu

Rozdíl mezi synchronní a skutečnou rychlostí:

  • Skluzová frekvence (fs) = (Nsynchronizace – Naktuální) / 60
  • Typický skluz: 1-5% synchronní rychlosti
  • Skluzová frekvence typicky 1-3 Hz
  • Závislé na zatížení: prokluz se zvyšuje se zatížením
  • Důležité pro diagnostiku elektrických závad rotoru

Elektromagnetické vibrační komponenty

2× Frekvence sítě (nejdůležitější)

Dominantní elektromagnetická vibrační složka:

  • Systémy 60 Hz: 2 × 60 = vibrační složka 120 Hz
  • Systémy 50 Hz: 2 × 50 = 100 Hz vibrační složka
  • Příčina: Magnetické síly mezi statorem a rotorem pulzují dvojnásobnou frekvencí sítě
  • Vždy přítomný: Normální charakteristika všech střídavých motorů (normální charakteristika s nízkou amplitudou)
  • Zvýšená amplituda: Indikuje problémy se statorem, problémy se vzduchovou mezerou nebo magnetickou nerovnováhu

Síťová frekvence (1×f)

  • Složka 50 Hz nebo 60 Hz
  • Obvykle nižší amplituda než 2×f
  • Může indikovat nerovnováhu napájecího napětí
  • Může se objevit u poruch statorového vinutí

Vyšší harmonické

  • 4×f, 6×f atd. (240 Hz, 360 Hz pro systémy 60 Hz)
  • Může naznačovat problémy s navíjením nebo problémy s laminací jádra
  • Typicky nízká amplituda u zdravých motorů

Diagnostický význam

Normální amplituda 2×f

  • Typicky < 10% vibrací 1× (provozní rychlost)
  • Relativně konstantní v čase
  • Přítomné ve všech směrech, ale často nejsilnější radiálně

Zvýšené 2×f indikuje problémy

Problémy s vinutím statoru

  • Zkraty mezi závity, fázová nerovnováha
  • Amplituda 2×f se v čase zvyšuje
  • Může být doprovázeno zvýšením teploty
  • Měřitelná proudová nerovnováha mezi fázemi

Excentricita vzduchové mezery

  • Nerovnoměrná vzduchová mezera způsobená excentricitou rotoru nebo opotřebením ložiska
  • Vytváří nevyváženou magnetickou přitažlivost
  • 2×f a zvýšené frekvence pólového průchodu
  • Kombinace mechanických a elektromagnetických účinků

Měkká rezonance patky nebo rámu

  • Pokud je vlastní frekvence rámu motoru blízká 2×f
  • Strukturální rezonance zesiluje elektromagnetické vibrace
  • Vibrace rámu jsou mnohem vyšší než vibrace ložisek
  • Opravitelné konstrukčním zpevněním nebo tlumením rámu

Pohony s proměnnou frekvencí (VFD)

Vlivy VFD na elektrickou frekvenci

  • Frekvenční měniče (VFD) vytvářejí proměnnou výstupní frekvenci (typicky 0–120 Hz)
  • Otáčky motoru úměrné výstupní frekvenci frekvenčního měniče
  • Všechny elektromagnetické frekvence se měří s výstupní frekvencí VFD
  • PWM přepínání vytváří další vysokofrekvenční složky

Problémy s vibracemi specifické pro VFD

  • Spínací frekvence: kHz-rozsahové složky z PWM přepínání
  • Ložiskové proudy: Vysokofrekvenční proudy mohou poškodit ložiska
  • Torzní vibrace: Pulzace točivého momentu na různých frekvencích
  • Rezonanční buzení: Variabilní rychlost může procházet rezonancemi

Praktické příklady diagnóz

Případ 1: Vysoká vibrace 2×f

  • Příznak: 4pólový motor 60 Hz (1750 ot./min.) s vibracemi 120 Hz = 6 mm/s
  • Analýza: 120 Hz, mnohem více než 1× vibrace provozní rychlosti (2 mm/s)
  • Diagnóza: Problém s vinutím statoru nebo excentricita vzduchové mezery
  • Potvrzení: Termografie ukazuje horké místo ve statoru, naměřena proudová nerovnováha
  • Akce: Převinout nebo vyměnit motor

Případ 2: Postranní pásma kolem rychlosti běhu

  • Příznak: Vrcholy při 1× ± 2 Hz (skluzová frekvence)
  • Diagnóza: Zlomené rotorové tyče
  • Potvrzení: MCSA vykazuje stejný vzor postranního pásma v proudu
  • Postup: Sledujte růst amplitudy pro plánování výměny

Osvědčené postupy monitorování

Nastavení spektrální analýzy

  • Zajistěte, aby Fmax (maximální frekvence) > 500 Hz zachytilo 2×f a harmonické složky.
  • Dostatečné rozlišení pro oddělení blízko sebe ležících postranních pásem (Rozlišení < 0,5 Hz pro analýzu skluzové frekvence)
  • Měření ve více směrech (horizontální, vertikální, axiální)

Stanovení základních hodnot

  • Zaznamenejte amplitudu 2×f, když je motor nový nebo čerstvě převinutý.
  • Stanovte normální úrovně pro každý typ motoru v zařízení
  • Nastavení limitů alarmu (obvykle 2–3× základní hodnota pro 2× f)

Trendové parametry

  • 2× amplituda a trend linkové frekvence
  • Složky frekvence průchodu pólem
  • Amplitudy a vzory postranních pásem
  • Celková úroveň vibrací
  • Indikátory stavu ložisek

Elektrická frekvence je základem pro pochopení provozu a diagnostiky střídavého motoru. Rozpoznání složek síťové frekvence (zejména 2×f) ve vibračních spektrech a pochopení jejich vztahu k elektromagnetickým jevům umožňuje rozlišovat mezi mechanickými a elektrickými poruchami motoru a vést vhodné diagnostické a nápravné kroky.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp