Τι είναι η Ηλεκτρική Συχνότητα; Συχνότητα Γραμμής σε Κινητήρες • Φορητός εξισορροπητής, αναλυτής κραδασμών "Balanset" για δυναμική εξισορρόπηση θραυστήρων, ανεμιστήρων, τεμαχιστών, κοχλιωτών σε θεριζοαλωνιστικές μηχανές, άξονες, φυγοκεντρητές, στροβίλους και πολλούς άλλους ρότορες Τι είναι η Ηλεκτρική Συχνότητα; Συχνότητα Γραμμής σε Κινητήρες • Φορητός εξισορροπητής, αναλυτής κραδασμών "Balanset" για δυναμική εξισορρόπηση θραυστήρων, ανεμιστήρων, τεμαχιστών, κοχλιωτών σε θεριζοαλωνιστικές μηχανές, άξονες, φυγοκεντρητές, στροβίλους και πολλούς άλλους ρότορες

Τι είναι η ηλεκτρική συχνότητα; Συχνότητα γραμμής σε κινητήρες

Δημοσιεύτηκε από τον/την admin στις

Κατανόηση της ηλεκτρικής συχνότητας στους κινητήρες

Ορισμός: Τι είναι η ηλεκτρική συχνότητα;

Ηλεκτρική συχνότητα (ονομάζεται επίσης συχνότητα γραμμής, συχνότητα δικτύου ή συχνότητα ισχύος) είναι η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) που παρέχεται σε ηλεκτροκινητήρες και άλλο ηλεκτρικό εξοπλισμό. Οι δύο τυπικές ηλεκτρικές συχνότητες παγκοσμίως είναι 60 Hz (Hertz) στη Βόρεια Αμερική, σε μέρη της Νότιας Αμερικής και σε ορισμένες ασιατικές χώρες, και 50 Hz στην Ευρώπη, στο μεγαλύτερο μέρος της Ασίας, στην Αφρική και στην Αυστραλία. Αυτή η συχνότητα καθορίζει τη σύγχρονη ταχύτητα των κινητήρων AC και δημιουργεί χαρακτηριστικές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και δόνηση στοιχεία σε πολλαπλάσια της συχνότητας γραμμής.

Στον κινητήρα ανάλυση κραδασμών, η ηλεκτρική συχνότητα και οι αρμονικές της (ιδιαίτερα η συχνότητα γραμμής 2×) είναι σημαντικοί διαγνωστικοί δείκτες για ηλεκτρομαγνητικά προβλήματα, προβλήματα στάτορα και ανωμαλίες στο διάκενο αέρα.

Σχέση με την ταχύτητα του κινητήρα

Υπολογισμός σύγχρονης ταχύτητας

Για τους κινητήρες επαγωγής AC, η σύγχρονη ταχύτητα καθορίζεται από την ηλεκτρική συχνότητα:

  • Nσυγχρονισμός = (120 × f) / P
  • Όπου Νσυγχρονισμός = σύγχρονη ταχύτητα (RPM)
  • f = ηλεκτρική συχνότητα (Hz)
  • P = αριθμός πόλων στον κινητήρα

Συνήθεις ταχύτητες κινητήρα

Για συστήματα 60 Hz

  • 2-πολικός κινητήρας: 3600 σ.α.λ. σύγχρονη (πραγματική ~3550 σ.α.λ. με ολίσθηση)
  • Κινητήρας 4 πόλων: 1800 σ.α.λ. σύγχρονη (πραγματική ~1750 σ.α.λ.)
  • 6-πολικός κινητήρας: 1200 σ.α.λ. σύγχρονη (πραγματική ~1170 σ.α.λ.)
  • 8-πολικός κινητήρας: 900 σ.α.λ. σύγχρονο (πραγματική ~875 σ.α.λ.)

Για συστήματα 50 Hz

  • 2-πολικός κινητήρας: 3000 σ.α.λ. σύγχρονη (πραγματική ~2950 σ.α.λ.)
  • Κινητήρας 4 πόλων: 1500 σ.α.λ. σύγχρονη (πραγματική ~1450 σ.α.λ.)
  • 6-πολικός κινητήρας: 1000 σ.α.λ. σύγχρονη (πραγματική ~970 σ.α.λ.)
  • 8-πολικός κινητήρας: 750 σ.α.λ. σύγχρονο (πραγματική ~730 σ.α.λ.)

Συχνότητα ολίσθησης

Η διαφορά μεταξύ σύγχρονης και πραγματικής ταχύτητας:

  • Συχνότητα ολίσθησης (fs) = (Nσυγχρονισμός – Νπραγματικός) / 60
  • Τυπική ολίσθηση: 1-5% σύγχρονης ταχύτητας
  • Συχνότητα ολίσθησης συνήθως 1-3 Hz
  • Εξαρτώμενη από το φορτίο: η ολίσθηση αυξάνεται με το φορτίο
  • Σημαντικό για τη διάγνωση ηλεκτρικών ελαττωμάτων του ρότορα

Ηλεκτρομαγνητικά Στοιχεία Δόνησης

2× Συχνότητα Γραμμής (Το πιο σημαντικό)

Η κυρίαρχη συνιστώσα ηλεκτρομαγνητικής δόνησης:

  • Συστήματα 60 Hz: 2 × 60 = συνιστώσα δόνησης 120 Hz
  • Συστήματα 50 Hz: 2 × 50 = 100 Hz συνιστώσα δόνησης
  • Αιτία: Οι μαγνητικές δυνάμεις μεταξύ στάτορα και ρότορα πάλλονται με διπλάσια συχνότητα γραμμής
  • Πάντα Παρών: Κανονικό χαρακτηριστικό όλων των κινητήρων AC (κανονικό χαμηλού πλάτους)
  • Αυξημένο πλάτος: Υποδεικνύει προβλήματα στάτορα, προβλήματα διακένου αέρα ή μαγνητική ανισορροπία

Συχνότητα γραμμής (1×f)

  • Στοιχείο 50 Hz ή 60 Hz
  • Συνήθως χαμηλότερο πλάτος από 2×f
  • Μπορεί να υποδεικνύει ανισορροπία τάσης τροφοδοσίας
  • Μπορεί να εμφανιστεί με βλάβες στην περιέλιξη του στάτη

Ανώτερες Αρμονικές

  • 4×f, 6×f, κ.λπ. (240 Hz, 360 Hz για συστήματα 60 Hz)
  • Μπορεί να υποδεικνύει προβλήματα περιέλιξης ή προβλήματα πλαστικοποίησης πυρήνα
  • Συνήθως χαμηλό πλάτος σε υγιείς κινητήρες

Διαγνωστική Σημασία

Κανονικό πλάτος 2×f

  • Συνήθως < 10% κραδασμού 1× (ταχύτητα λειτουργίας)
  • Σχετικά σταθερό με την πάροδο του χρόνου
  • Παρούσα σε όλες τις κατευθύνσεις, αλλά συχνά ισχυρότερη ακτινικά

Αυξημένο 2×f υποδεικνύει προβλήματα

Προβλήματα περιέλιξης στάτη

  • Σορτς από στροφή σε στροφή, ανισορροπία φάσης
  • Το πλάτος 2×f αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου
  • Μπορεί να συνοδεύεται από αύξηση της θερμοκρασίας
  • Τρέχουσα ανισορροπία μετρήσιμη μεταξύ των φάσεων

Εκκεντρότητα διακένου αέρα

  • Μη ομοιόμορφο διάκενο αέρα από εκκεντρότητα ρότορα ή φθορά ρουλεμάν
  • Δημιουργεί ασύμμετρη μαγνητική έλξη
  • 2×f και αυξημένες συχνότητες διέλευσης πόλων
  • Συνδυασμός μηχανικών και ηλεκτρομαγνητικών επιδράσεων

Μαλακός συντονισμός ποδιού ή πλαισίου

  • Εάν η ιδιοσυχνότητα του πλαισίου του κινητήρα είναι κοντά στο 2×f
  • Ο δομικός συντονισμός ενισχύει την ηλεκτρομαγνητική δόνηση
  • Δόνηση πλαισίου πολύ υψηλότερη από τη δόνηση ρουλεμάν
  • Διορθώσιμο μέσω δομικής ενίσχυσης ή απόσβεσης πλαισίου

Μετατροπείς συχνότητας (VFD)

Επιδράσεις VFD στην ηλεκτρική συχνότητα

  • Τα VFD δημιουργούν μεταβλητή συχνότητα εξόδου (τυπική 0-120 Hz)
  • Ταχύτητα κινητήρα ανάλογη με τη συχνότητα εξόδου VFD
  • Όλες οι ηλεκτρομαγνητικές συχνότητες κλιμακώνονται με συχνότητα εξόδου VFD
  • Η εναλλαγή PWM δημιουργεί πρόσθετα εξαρτήματα υψηλής συχνότητας

Προβλήματα κραδασμών ειδικά για VFD

  • Συχνότητες εναλλαγής: στοιχεία εύρους kHz από την εναλλαγή PWM
  • Ρεύματα ρουλεμάν: Τα ρεύματα υψηλής συχνότητας μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στα ρουλεμάν
  • Στρεπτική δόνηση: Παλμοί ροπής σε διάφορες συχνότητες
  • Διέγερση συντονισμού: Η μεταβλητή ταχύτητα μπορεί να σαρώσει μέσω συντονισμών

Πρακτικά παραδείγματα διάγνωσης

Περίπτωση 1: Υψηλή δόνηση 2×f

  • Σύμπτωμα: Κινητήρας 4 πόλων, 60 Hz (1750 σ.α.λ.) με δόνηση 120 Hz = 6 mm/s
  • Ανάλυση: 120 Hz πολύ υψηλότερη από 1× δόνηση ταχύτητας λειτουργίας (2 mm/s)
  • Διάγνωση: Πρόβλημα περιέλιξης στάτη ή εκκεντρότητα διακένου αέρα
  • Επιβεβαίωση: Η θερμική απεικόνιση δείχνει θερμό σημείο στον στάτορα, μετρήθηκε η ανισορροπία ρεύματος
  • Δράση: Επανατύλιξη ή αντικατάσταση κινητήρα

Περίπτωση 2: Πλευρικές ζώνες γύρω από την ταχύτητα τρεξίματος

  • Σύμπτωμα: Κορυφές στα 1× ± 2 Hz (συχνότητα ολίσθησης)
  • Διάγνωση: Σπασμένες ράβδοι ρότορα
  • Επιβεβαίωση: Το MCSA εμφανίζει το ίδιο μοτίβο πλευρικής ζώνης στο ρεύμα
  • Προχώρηση: Παρακολούθηση της αύξησης του πλάτους για τον σχεδιασμό της αντικατάστασης

Παρακολούθηση βέλτιστων πρακτικών

Ρύθμιση Ανάλυσης Φάσματος

  • Βεβαιωθείτε ότι Fmax (μέγιστη συχνότητα) > 500 Hz για να καταγράψετε 2×f και αρμονικές
  • Επαρκής ανάλυση για τον διαχωρισμό πλευρικών ζωνών σε κοντινή απόσταση (< 0,5 Hz ανάλυση για ανάλυση συχνότητας ολίσθησης)
  • Μέτρηση σε πολλαπλές κατευθύνσεις (οριζόντια, κάθετη, αξονική)

Βασική Καθιέρωση

  • Καταγράψτε πλάτος 2×f όταν ο κινητήρας είναι καινούργιος ή φρεσκοτυλιγμένος
  • Καθορίστε κανονικά επίπεδα για κάθε τύπο κινητήρα στην εγκατάσταση
  • Ορίστε όρια συναγερμού (συνήθως 2-3× γραμμή βάσης για 2×f)

Παράμετροι τάσης

  • 2× πλάτος συχνότητας γραμμής και τάση
  • Συνιστώσες συχνότητας διέλευσης πόλων
  • Πλάτη και μοτίβα πλευρικής ζώνης
  • Συνολικά επίπεδα κραδασμών
  • Δείκτες κατάστασης ρουλεμάν

Η ηλεκτρική συχνότητα είναι θεμελιώδης για την κατανόηση της λειτουργίας και της διάγνωσης του κινητήρα AC. Η αναγνώριση των συνιστωσών της συχνότητας γραμμής (ειδικά του 2×f) στα φάσματα δόνησης και η κατανόηση της σχέσης τους με τα ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα επιτρέπει τη διαφοροποίηση μεταξύ μηχανικών και ηλεκτρικών βλαβών του κινητήρα, καθοδηγώντας τις κατάλληλες διαγνωστικές και διορθωτικές ενέργειες.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο

Κατηγορίες:
WhatsApp