Was ist die Motorstab-Passfrequenz? Rotornutdiagnose • Tragbares Auswuchtgerät, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Förderschnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist die Motorstab-Passfrequenz? Rotornutdiagnose • Tragbares Auswuchtgerät, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Förderschnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist die Motorstab-Passfrequenz? Rotornutdiagnose.

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Verständnis der Motorstangenpassfrequenz

Definition: Was ist die Motorstab-Passfrequenz?

Motorstab-Durchgangsfrequenz Die Rotorstabpassfrequenz (auch Rotornutfrequenz oder einfach Stabpassfrequenz genannt) ist die Frequenz, mit der die Rotorstäbe eines Kurzschlussläufermotors an den Statornuten oder Statorwicklungen vorbeilaufen. Sie berechnet sich aus der Anzahl der Rotorstäbe multipliziert mit der Rotordrehzahl (Stabpassfrequenz = Anzahl der Rotorstäbe × Drehzahl / 60). Typischerweise liegt diese Frequenz je nach Motorgröße und -drehzahl im Bereich von 200–2000 Hz.

Normalerweise eine Komponente mit geringer Amplitude im Motor Vibration Erhöhte Balkenpassfrequenzen im Spektrum können auf Rotor-Stator-Exzentrizität, Luftspaltprobleme oder elektromagnetische Unregelmäßigkeiten hinweisen. Sie ist zwar zu unterscheiden von, aber verwandt mit Rotorstabdefekte, die Seitenbänder bei der Gleitfrequenz und nicht bei der Balkendurchgangsfrequenz selbst erzeugen.

Berechnung

Formel

  • RBPF = Nb × N / 60
  • Wobei RBPF = Rotorstab-Durchlassfrequenz (Hz)
  • Nb = Anzahl der Rotorstäbe
  • N = Rotordrehzahl (U/min)

Typische Werte

Beispiel für einen kleinen Motor

  • Anzahl der Rotorstäbe: 28
  • Drehzahl: 1750 U/min
  • RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz

Beispiel für einen großen Motor

  • Anzahl der Rotorstäbe: 56
  • Drehzahl: 3550 U/min
  • RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz

Anzahl der Balken ermitteln

  • Beachten Sie die Angaben auf dem Typenschild des Motors oder die Herstellerangaben.
  • Visuelle Zählung (falls Rotor zugänglich)
  • Identifizieren Sie den Peak aus dem Schwingungsspektrum.
  • Typischer Bereich: 16-80 bar, abhängig von Motorgröße und Polzahl

Physikalischer Mechanismus

Rotor-Stator-Wechselwirkung

Die Durchgangsfrequenz des Stabes entsteht durch magnetische Wechselwirkung:

  1. Stromdurchflossene Rotorstäbe erzeugen lokale Magnetfeldstörungen.
  2. Während sich der Rotor dreht, passiert jeder Stab nacheinander die Statornuten.
  3. Der magnetische Widerstand ändert sich, wenn die Stäbe mit den Statorzähnen ausgerichtet sind oder zwischen ihnen hindurchgehen.
  4. Erzeugt eine kleine pulsierende elektromagnetische Kraft
  5. Kraftpulsationsfrequenz = Rotorstab-Durchgangsgeschwindigkeit

Gleichmäßiger vs. ungleichmäßiger Luftspalt

  • Gleichmäßiger Luftspalt: Die Effekte heben sich weitgehend auf, niedrige RBPF-Amplitude
  • Exzentrischer Rotor: Interaktion asymmetrisch, RBPF-Amplitude erhöht
  • Diagnosewert: Die RBPF-Amplitude gibt die Gleichmäßigkeit des Luftspalts an.

Diagnostische Bedeutung

Normaler Zustand

  • RBPF-Peak vorhanden, aber sehr geringe Amplitude (< 0,5 mm/s)
  • Möglicherweise kaum über dem Rauschpegel sichtbar.
  • Keine Seitenbänder um den RBPF
  • Zeigt einen gleichmäßigen Luftspalt und eine gute Rotor-Stator-Konzentrizität an

Erhöhter RBPF-Wert deutet darauf hin

Luftspaltexzentrizität

  • Rotor außermittig in der Statorbohrung
  • Die RBPF-Amplitude nimmt zu
  • Es können Seitenbänder bei ±1× Laufgeschwindigkeit auftreten
  • Ähnlich Poldurchgangsfrequenz Elevation

Rotor-Stator-Fehlausrichtung

  • Die Rotorachse ist nicht parallel zur Statorachse.
  • Der Luftspalt variiert entlang der axialen Länge
  • RBPF und Oberwellen erhöht

Gebrochene oder beschädigte Rotorstangen

  • Anderes Diagnosemuster als RBPF selbst
  • Erzeugt Seitenbänder um 1× bei Gleitfrequenzabstand
  • Sehen Rotorstabdefekte für Details

Abgrenzung von anderen Frequenzen

RBPF vs. Lagerfrequenzen

  • RBPF: Typischerweise 200–3000 Hz, abhängig von der Motorkonstruktion
  • Lagerfrequenzen: Typischerweise 50-500 Hz für Motorlager
  • Unterscheidung: Berechnen Sie beide Werte und vergleichen Sie sie mit den beobachteten Spitzenwerten.
  • Mögliche Überschneidung: Bei großen Motoren kann es zu einer Überlappung des Lagerfrequenzbereichs im RBPF kommen.

RBPF vs. Statornutfrequenz

  • Stator-Schlitzpass: Anzahl der Statornuten × Drehzahl (selten signifikant)
  • RBPF: Anzahl der Rotorstäbe × Drehzahl (häufiger beobachtet)
  • Beide anwesend: Bei manchen Motoren können beide sichtbar sein.

Praktische Anwendung

Wann sollte RBPF überwacht werden?

  • Vermutete Probleme mit dem Luftspalt
  • Nach dem Lagerwechsel (korrekte Rotorzentrierung prüfen)
  • Erhöhte 2× Linienfrequenz (kann mit Exzentrizität zusammenhängen)
  • Festlegung der Ausgangswerte für neue oder überholte Motoren
  • Qualitätsprüfung nach der Motorreparatur

Überlegungen zur Messung

  • Erfordert einen ausreichenden Frequenzbereich (Fmax > 2× RBPF)
  • Für hohe Frequenzen werden möglicherweise Beschleunigungsmesser anstelle von Geschwindigkeitssensoren benötigt.
  • Messung am Motorgehäuse oder Lagergehäuse
  • Vergleich mit Basismotoren oder ähnlichen Motoren

Zusammenhang mit der Erkennung gebrochener Balken

Während RBPF selbst auf Probleme mit dem Luftspalt hinweist, erzeugen Rotorstabdefekte ein anderes charakteristisches Merkmal:

  • Rotorstabdefekte: Seitenbänder um die 1-fache Laufgeschwindigkeit bei ±Schlupffrequenz
  • RBPF-Probleme: Erhöhte Amplitude am RBPF selbst (Anzahl der Balken × Geschwindigkeit)
  • Beide können koexistieren: Exzentrizität UND gebrochene Stäbe gleichzeitig möglich
  • Umfassende Analyse: Überprüfen Sie beide Muster für eine vollständige motorische Diagnose.

Die Rotorstab-Durchgangsfrequenz, die zwar seltener überwacht wird als Lagerfrequenzen oder Rotorstabdefekte, liefert wertvolle Diagnoseinformationen über die Gleichmäßigkeit des Luftspalts und die Konzentrizität von Rotor und Stator. Das Verständnis der RBPF-Berechnung und -Erkennung in Schwingungsspektren vervollständigt das Diagnosebild für die Zustandsbewertung von Induktionsmotoren.

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