Forståelse af motorstangens gennemløbsfrekvens
Motorstangens gennemløbsfrekvens - også kaldet rotor bar pass frequency, rotor slot frequency eller blot bar pass - er den frekvens, hvor rotorstængerne i en egern-bur-induktionsmotor fejer forbi statorens slidser og viklinger. Den er lig med antallet af rotorstænger ganget med rotorens rotationsfrekvens, så den lander langt over kørehastigheden, typisk mellem ca. 200 og 2000 Hz afhængigt af motorstørrelse og -hastighed. I en sund motor er det en stille linje med lav amplitude i vibrationsspektrum, men når den stiger, peger den på excentricitet mellem rotor og stator, luftspalte problemer eller andre elektromagnetiske uregelmæssigheder. Det er nært beslægtet med, men alligevel forskelligt fra, defekter i rotorstangen - Knuste tremmer annoncerer sig selv med sidebånd fordelt på slipfrekvens omkring 1×, ikke ved at hæve selve bar-pass-linjen.
1. Beregning af bar pass-frekvens
Formlen
RBPF = Nb × N / 60, hvor RBPF er rotorens bar pass-frekvens i Hz, Nb er antallet af rotorstænger, og N er rotorhastigheden i RPM.
Strukturen i formlen er den samme som bag enhver tand- eller vingetællende frekvens, som f.eks. gearindgrebsfrekvens eller vingepassagefrekvens: Tæl de gentagne træk og gang med, hvor ofte de kommer igen. Da antallet af bjælker normalt er stort, ligger resultatet langt inde i højfrekvensområdet af spektret.
Gennemarbejdede eksempler
Lille motor: 28 rotorstænger ved 1750 RPM giver RBPF = 28 × 1750 / 60 =. 817 Hz.
Stor motor: 56 rotorstænger ved 3550 RPM giver RBPF = 56 × 3550 / 60 =. 3313 Hz.
Bemærk, at den større maskines bar-pass-linje stiger over 3 kHz - en nyttig påmindelse om, at målekæden skal nå så højt op for at se den. Hvis du hurtigt vil oversætte kørehastighed og ordrenumre til frekvenser, kan du bruge Beregner til harmoniske frekvenser håndterer aritmetikken.
Find antallet af søjler
- Se motorens typeskilt eller producentens datablad.
- Tæl dem visuelt, hvis rotoren er tilgængelig under en reparation.
- Tilbageberegning fra en klart identificeret top i vibrationsspektret.
- Forvent ca. 16 til 80 bar, afhængigt af motorstørrelse og antal poler.
2. Den fysiske mekanisme
Rotor-stator-interaktion
Bar pass-frekvensen kommer fra magnetisk interaktion, ikke fra mekanisk kontakt:
- Rotorstængerne fører induceret strøm og skaber lokale forstyrrelser i magnetfeltet.
- Når rotoren drejer, fejer hver stang forbi statorsporene en efter en.
- Den magnetiske reluktans stiger og falder, når stængerne rettes ind efter statorens tænder og derefter passerer mellem dem.
- Det giver en lille pulserende elektromagnetisk kraft på strukturen.
- Pulseringshastigheden er lig med den hastighed, hvormed bjælkerne passerer - bjælkepassagefrekvensen.
Ensartet versus ikke-ensartet luftspalte
- Ensartet luftspalte: kraftbidragene fra stænger på modsatte sider af rotoren ophæves stort set, hvilket efterlader en lav RBPF-amplitude.
- Excentrisk rotor: bliver interaktionen asymmetrisk, annulleringen bryder sammen, og RBPF's amplitude stiger.
- Diagnostisk værdi: RBPF-linjens højde er derfor en direkte indikator for, hvor ensartet luftspalten er.
3. Diagnostisk betydning
Normal tilstand
- Der er en RBPF-top, men den er meget lille - ofte under 0,5 mm/s.
- Den er måske knap nok synlig over støjniveauet.
- Der er ingen sidebånd, der flankerer den.
- Denne signatur bekræfter en ensartet luftspalte og god rotor-stator-koncentricitet.
Hvad en forhøjet RBPF fortæller dig
Luftspaltens excentricitet. Rotoren sidder ikke centreret i statorboringen, RBPF-amplituden stiger, og der kan forekomme sidebånd ved ±1× kørehastigheden. Mønsteret er parallelt med den måde polpassfrekvens stiger under den samme fejl.
Rotor-stator-fejljustering. Når rotoraksen ikke er parallel med statoraksen, varierer luftspalten langs motorens længde, hvilket løfter både RBPF og dens overtoner.
Ødelagte eller beskadigede rotorstænger. Dette er en helt anden signatur: knækkede bjælker skaber sidebånd omkring 1× ved slip-frekvensafstand i stedet for at hæve bjælke-pass-linjen. Se også knækkede rotorstænger og defekter i rotorstangen for de fulde diagnostiske detaljer.
4. At skelne Bar Pass fra andre frekvenser
RBPF versus lejefrekvenser
- RBPF: typisk 200-3000 Hz, indstillet af motorens design.
- Lejefrekvenser: typisk 50-500 Hz for motorlejer.
- Hvordan man skelner: beregn begge og sammenlign dem med de observerede toppe.
- Hold øje med overlapninger: På store motorer kan RBPF falde ind i samme bånd som lejefejlfrekvenser, så bekræft kilden, før du handler.
RBPF versus stator-slot-frekvens
- Stator slot pass: antal statorspor × kørehastighed - sjældent signifikant.
- RBPF: antal rotorstænger × kørehastighed - mere almindeligt observeret.
- Begge til stede: I nogle motorer vil du se begge dele, og for at kunne adskille dem skal du kende antallet af stænger og åbninger.
5. Praktisk anvendelse
Hvornår skal man overvåge RBPF
- Når der er mistanke om et luftspalteproblem.
- Efter en lejeudskiftning skal man kontrollere, at rotoren er korrekt centreret.
- Når 2× linjefrekvensen er forhøjet, hvilket kan ledsage excentricitet.
- Når du opretter en basislinje for en ny eller omviklet motor.
- Som kvalitetskontrol efter motorreparation.
Overvejelser om måling
- Analysatorens frekvensområde skal komfortabelt overstige det dobbelte af RBPF (Fmax > 2 × RBPF) for at fange den uden Aliasing.
- En accelerometer er normalt nødvendig i stedet for en Hastighedssensor, fordi frekvenserne er høje.
- Mål på motorrammen eller lejehuset.
- Sammenlign altid med en baseline eller med lignende sunde motorer.
6. Hvor Bar Pass passer ind i motordiagnostik
Det hjælper med at holde to motor-rotor-signaturer klart adskilt. Stregpassagen er udtryk for luftspaltens geometri; knækkede stænger er udtryk for burets elektriske integritet. I praksis kan begge dele være til stede på én gang, så en grundig elektrisk fejl vurderingstjek for hver:
- Defekter på rotorstang: sidebånd omkring 1× kørehastighed ved slip-frekvensafstand.
- RBPF-problemer: forhøjet amplitude ved selve bar-pass-linjen (barer × hastighed).
- De kan eksistere side om side: Excentricitet og knækkede bjælker udelukker ikke hinanden.
- Omfattende diagnose: inspicér begge mønstre for at fuldende billedet.
Denne form for højfrekvent elektromagnetisk diagnose er den ene halvdel af sundhedsevalueringen af induktionsmotorer; den anden halvdel er den lavfrekvente mekaniske verden af ubalance og forskydning. Et bærbart tokanals instrument som f.eks. Balanset-1A dækker den mekaniske side ved at indfange den 1× amplitude og fase, der er nødvendig for at afbalancere rotoren i dens egne lejer og verificere resultatet - et naturligt supplement til de spektrale motortjek, der er beskrevet her.
Selv om man ikke holder så meget øje med motorens barpassfrekvens som med lejefrekvenser eller signaturer for knækkede barrer, har den en reel diagnostisk værdi i forhold til luftspaltens ensartethed og rotor-stator-koncentriciteten. At vide, hvordan man beregner den og genkender den i et spektrum, afrunder det diagnostiske billede for tilstandsvurdering af induktionsmotorer med egernbur.
