Gratis ingeniørværktøj #039
Motor elektrisk defektfrekvensberegner
Beregn synkron hastighed, slip, 2× netfrekvens, polpassagefrekvens, rotorstangpassagefrekvens og diagnostiske sidebånd til analyse af elektriske motorer.
Resultater
Synkron hastighed
Den synkrone hastighed for en AC-induktionsmotor afhænger af netfrekvensen og antallet af poler:
Slip
Slip er forskellen mellem synkron og faktisk rotorhastighed, udtrykt som en brøkdel eller procentdel:
Typisk fuldlastslip for standard induktionsmotorer er 1-5%.
Slipfrekvens
2× Linjefrekvens
Denne frekvens (100 Hz ved 50 Hz forsyning, 120 Hz ved 60 Hz) er altid til stede i motorvibrationer på grund af det alternerende magnetfelt. En forhøjet 2×-linje indikerer elektriske problemer: ubalancerede faser, luftgabets excentricitet eller statorviklingsfejl.
Polpassagefrekvens
Polpassfrekvens er en nøgleindikator for analyse af brudt rotorstang. Sidebånd ved polpassfrekvens omkring 1× linjefrekvens i strømspektre (MCSA) er en klassisk rotorstangfejlsignatur.
Rotorstangens gennemløbsfrekvens
Praktisk eksempel
Givet: flinje = 50 Hz, Poler = 4, N = 1475 omdr./min.
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 omdr./min.
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
fslip = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× linje = 2 × 50 = 100 Hz
Polpassage = 2 × s × flinje = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Bemærk: Motorhastigheden varierer med belastningen. Sørg for at bruge den faktisk målte hastighed under driftsforholdene, ikke hastigheden på typeskiltet. En tachometer- eller strobemåling giver de mest nøjagtige resultater til slipafhængige beregninger.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Procedurerne beskrevet på denne side blev udviklet og felttestet af Vibromera-teamet ved hjælp af Balanset-1A, en bærbar tokanals afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator til afbalancering af rotorer på stedet.
Professionelle vibrationsanalyseinstrumenter til motordiagnostik, afbalancering på stedet og tilstandsovervågning. Anvendes i over 50 lande.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko er vibrationsanalyseingeniør samt stifter og direktør for Vibromera. I mere end 15 år har han afbalanceret roterende udstyr i marken frem for på en prøvebænk: flismaskiner, industriventilatorer, knusere, centrifuger, aksler og spindler. Det er dette arbejde, Balanset-instrumenterne er vokset ud af — de blev udviklet som et værktøj, en specialist kan tage med hen til maskinen og bruge alene på stedet, ikke som laboratorieudstyr. Vibromera blev grundlagt i 2017 og har siden 2023 haft base i Porto i Portugal. Udvikling, montage og support af Balanset-serien foregår her. Flagskibet er Balanset-1A, en bærbar analysator til afbalancering i ét og to planer og til vibrationsdiagnostik. Nikolai deltager personligt i kundesupporten, i arbejdet med vanskelige afbalanceringsopgaver og i udviklingen af softwaren. Han arbejder med kunder over hele verden, på ethvert sprog.
