Pochopení frekvence průletů pólem

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

$2,358.31

Díly

Snímač vibrací

$107.47

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

$148.07

Zařízení

Balanset-4

$8,123.32

Díly

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.93

Díly

Reflexní páska

$11.94

Zařízení

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definice: Co je to frekvence průchodu pólem?

Frekvence průchodu pólem (PPF, v některých kontextech nazývaná také frekvence průchodu slotu) je vibrace frekvence generovaná v střídavých motorech při průchodu rotoru kolem magnetických pólů statoru. Vypočítá se jako počet pólů statoru vynásobený otáčkami rotoru (PPF = počet pólů × otáčky za minutu / 60). Frekvence průchodu pólů vytváří elektromagnetické síly, které produkují vibrace a mohou být výrazně zesíleny, pokud má motor excentricitu vzduchové mezery nebo problémy s vyrovnáním rotoru a statoru.

PPF je diagnosticky důležitý, protože zvýšená amplituda na frekvenci průchodu pólu a její postranní pásma indikuje elektromagnetické problémy, jako je excentrická poloha rotoru, nerovnoměrná vzduchová mezera nebo dynamická interakce rotoru a statoru, což pomáhá rozlišovat elektromagnetické problémy od čistě mechanických závad.

Výpočet frekvence průchodu pólu

Základní vzorec

• PPF = P × N / 60
• Kde P = počet pólů
• N = skutečné otáčky rotoru (ot./min)
• Výsledek v Hz

Příklady

4pólový motor při 1750 ot./min (napájení 60 Hz)

• PPF = 4 × 1750 / 60 = 116,7 Hz
• Tato frekvence se objeví ve vibračním spektru
• Diagnostika excentricity v postranních pásmech při ±1× provozní rychlosti (±29,2 Hz)

6pólový motor při 970 ot./min (napájení 50 Hz)

• PPF = 6 × 970 / 60 = 97 Hz
• Blízko 2× síťové frekvence (100 Hz), může se překrývat
• Může vyžadovat pečlivou spektrální analýzu k rozlišení

Fyzikální mechanismus

Generování elektromagnetické síly

Pochopení důvodů vzniku PPF:

1. Statorová vinutí vytvářejí rotující magnetické pole synchronní rychlostí
2. Pole organizované do magnetických pólů (vzor NSNS)
3. Rotor (který běží o něco pomaleji kvůli prokluzu) prochází kolem těchto pólů
4. Každý pólový průchod vytváří magnetickou sílu na rotoru
5. S póly P rotor zažívá impulsy síly P na otáčku
6. Frekvence pulzací síly = P × otáčky rotoru = PPF

Rovnoměrná vzduchová mezera (v pořádku motor)

• Rotor vystředěný ve statorovém otvoru
• Vzduchová mezera rovnoměrná po celém obvodu
• Magnetické síly se vyrovnávají a vzájemně ruší
• Vibrace PPF s velmi nízkou amplitudou

Excentrická vzduchová mezera (vadný motor)

• Rotor mimo střed v důsledku opotřebení ložiska, ohnutí hřídele nebo výrobní chyby
• Vzduchová mezera menší na jedné straně, větší na opačné
• Nevyvážené magnetické síly (silnější tam, kde je mezera menší)
• Čistá radiální síla v bodě PPF
• Amplituda PPF je zvýšená a vytváří postranní pásma

Postranní pásma a diagnostické vzory

Statická excentricita

Osa rotoru je posunuta, ale stacionární vzhledem ke statoru:

• Vzor: PPF s postranními pásmy při ±1× rychlosti jízdy
• Příklad: PPF ± fr (kde fr = otáčky rotoru)
• Příčina: Opotřebení ložiska, ohnutá hřídel, rotor excentricita
• Amplituda: Amplituda postranního pásma indikuje závažnost excentricity

Dynamická excentricita

Střed rotoru obíhá (vírá) kolem středu statoru:

• Vzor: PPF se složitou strukturou postranního pásma
• Příčiny: Tření rotoru o stator, vůle ložiska
• Závažnější: Označuje dynamickou interakci

Smíšená excentricita

• Kombinace statického a dynamického
• Nejběžnější u skutečných motorů
• Složité vzory postranních pásem
• Vyžaduje pečlivou analýzu k interpretaci

Diagnostická interpretace

Nízká amplituda PPF (< 0,5 mm/s)

• Normální stav
• Rovnoměrná vzduchová mezera
• Dobrá soustřednost rotoru a statoru
• Žádná nápravná opatření nejsou nutná

Střední PPF (0,5–2,0 mm/s)

• Mírná nerovnoměrnost vzduchové mezery
• Sledování trendu
• Zkontrolujte stav ložiska
• Ověřte polohu rotoru, pokud je to možné
• Není to bezprostředně kritické, ale zaslouží si pozornost

Vysoký PPF (> 2,0 mm/s)

• Významný problém s excentricitou nebo vzduchovou mezerou
• Přítomny silné postranní pásma
• Nebezpečí kontaktu rotoru a statoru
• Zvýšené elektromagnetické síly urychlující poškození
• Naplánujte opravu nebo výměnu

Vztah k ostatním motorickým frekvencím

Frekvenční hierarchie ve spektrech motorů

• Rychlost běhu (1×): ~29 Hz pro motor s 1750 ot./min.
• Skluzová frekvence: Typicky 1–3 Hz
• Frekvence linky: 50 nebo 60 Hz
• PPF: P × provozní rychlost (např. 117 Hz pro 4pólový motor při 1750 ot./min)
• 2× Frekvence linky: 100 nebo 120 Hz
• Průchod rotorové tyče: Počet rotorových tyčí × rychlost chodu

Korekční metody

Pro mechanickou excentricitu

• Výměna opotřebovaných ložisek a obnovení správného vystředění rotoru
• Opravte ohnutý hřídel nebo vyměňte rotor
• V případě chyby při instalaci namontujte rotor znovu
• Zkontrolujte zarovnání koncového zvonu a utažení šroubů

Pro excentricitu výroby

• V závažných případech může být nutné znovu navrtat rotor nebo stator.
• Výměna motoru, pokud je to ekonomicky odůvodněné
• Přijmout, pokud vibrace v rámci přijatelných mezí
• Dokument jako výchozí bod pro budoucí srovnání

Pro problémy se vzduchovou mezerou

• Zkontrolujte stav ložiska a v případě opotřebení ho vyměňte
• Ověřte axiální polohu rotoru
• Zkontrolujte, zda rám není deformovaný nebo zda nedochází k problémům s koncovým zvonem.
• Změřte skutečnou vzduchovou mezeru, pokud je k dispozici

Frekvence průchodu pólů je specifická vibrační složka motoru, která poskytuje cenné diagnostické informace o elektromagnetické interakci rotoru a statoru a rovnoměrnosti vzduchové mezery. Pochopení výpočtu PPF, rozpoznání jeho postranních pásmových vzorců a interpretace amplitudových trendů umožňuje efektivní diagnostiku elektromagnetických problémů motoru a vede k vhodným údržbářským opatřením.

---

← Zpět na hlavní index