Κατανόηση της συχνότητας διέλευσης της μπάρας κινητήρα
Συχνότητα διέλευσης ράβδου κινητήρα — που ονομάζεται επίσης συχνότητα διέλευσης ράβδων ρότορα, συχνότητα διέλευσης αυλακώσεων ρότορα ή απλώς bar pass — είναι η συχνότητα με την οποία οι ράβδοι του ρότορα ενός επαγωγικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου κλωβού περνούν μπροστά από τις αυλακώσεις και τα τυλίγματα του στάτη. Ισούται με τον αριθμό των ράβδων του ρότορα πολλαπλασιασμένο με τη συχνότητα περιστροφής του ρότορα, οπότε βρίσκεται πολύ πάνω από την ταχύτητα λειτουργίας, συνήθως μεταξύ περίπου 200 και 2000 Hz ανάλογα με το μέγεθος και την ταχύτητα του κινητήρα. Σε έναν υγιή κινητήρα είναι μια ήσυχη γραμμή χαμηλού πλάτους στο φάσμα δόνησης, αλλά όταν αυξάνεται υποδηλώνει εκκεντρικότητα μεταξύ δρομέα και στάτη, διάκενο αέρα προβλήματα ή άλλες ηλεκτρομαγνητικές ανωμαλίες. Σχετίζεται στενά με, αλλά διαφέρει από, ελαττώματα της ράβδου του ρότορα - οι σπασμένες μπάρες αναγγέλλονται με πλευρικές ζώνες κατανεμημένες στη συχνότητα διέλευσης πόλων (αριθμός πόλων × η συχνότητα ολίσθησης) γύρω από το 1×, όχι αυξάνοντας την ίδια τη γραμμή διέλευσης ράβδων.
1. Υπολογισμός της συχνότητας διέλευσης ράβδων ρότορα
Ο τύπος
RBPF = Nb × N / 60, όπου RBPF είναι η συχνότητα διέλευσης της μπάρας του δρομέα σε Hz, Nb είναι ο αριθμός των ράβδων του ρότορα και N είναι η ταχύτητα του ρότορα σε στροφές ανά λεπτό.
Η δομή του τύπου είναι η ίδια που βρίσκεται πίσω από κάθε συχνότητα που μετράει δόντια ή πτερύγια, όπως συχνότητα εμπλοκής οδοντώσεων ή συχνότητα διέλευσης πτερυγίων: μετρήστε τα επαναλαμβανόμενα χαρακτηριστικά, πολλαπλασιάστε με το πόσο συχνά εμφανίζονται. Επειδή η καταμέτρηση των ράβδων είναι συνήθως μεγάλος αριθμός, το αποτέλεσμα τοποθετείται καλά στην περιοχή υψηλής συχνότητας του φάσματος.
Παραδείγματα εφαρμογής
Μικρός κινητήρας: 28 ράβδοι ρότορα στις 1750 στροφές ανά λεπτό δίνουν RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz.
Μεγάλος κινητήρας: 56 ράβδοι ρότορα στις 3550 στροφές ανά λεπτό δίνουν RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz.
Σημειώστε ότι η γραμμή bar-pass του μεγαλύτερου μηχανήματος ανεβαίνει πάνω από τα 3 kHz — μια χρήσιμη υπενθύμιση ότι η αλυσίδα μέτρησης πρέπει να φτάνει τόσο ψηλά για να τη δει. Αν θέλετε να μετατρέψετε γρήγορα την ταχύτητα λειτουργίας και τους αριθμούς τάξης σε συχνότητες, το υπολογιστής αρμονικών συχνοτήτων χειρίζεται την αριθμητική.
Εύρεση του αριθμού των ράβδων
- Συμβουλευτείτε την πινακίδα τύπου του κινητήρα ή το δελτίο δεδομένων του κατασκευαστή.
- Μετρήστε τα οπτικά, εάν ο ρότορας είναι προσβάσιμος κατά τη διάρκεια μιας επισκευής.
- Υπολογίστε εκ των υστέρων από μια σαφώς προσδιορισμένη κορυφή στο φάσμα δονήσεων.
- Αναμένετε περίπου 16 έως 80 ράβδους, ανάλογα με το μέγεθος του κινητήρα και τον αριθμό των πόλων.
2. Ο φυσικός μηχανισμός
Αλληλεπίδραση ρότορα-στάτη
Η συχνότητα διέλευσης ράβδων προκύπτει από μαγνητική αλληλεπίδραση και όχι από μηχανική επαφή:
- Οι ράβδοι του δρομέα φέρουν επαγόμενο ρεύμα και δημιουργούν τοπικές διαταραχές στο μαγνητικό πεδίο.
- Καθώς ο ρότορας περιστρέφεται, κάθε ράβδος περνάει η μία μετά την άλλη από τις υποδοχές του στάτη.
- Η μαγνητική αντίσταση αυξάνεται και μειώνεται καθώς οι ράβδοι ευθυγραμμίζονται με τα δόντια του στάτη και στη συνέχεια περνούν μεταξύ τους.
- Αυτό παράγει μια μικρή παλλόμενη ηλεκτρομαγνητική δύναμη στη δομή.
- Ο ρυθμός παλμών ισούται με τον ρυθμό με τον οποίο περνούν οι ράβδοι — δηλαδή τη συχνότητα διέλευσης ράβδων.
Ομοιόμορφο έναντι μη ομοιόμορφου διακένου αέρα
- Ομοιόμορφο διάκενο αέρα: οι συνεισφορές δυνάμεων από ράβδους σε αντίθετες πλευρές του ρότορα εξουδετερώνονται σε μεγάλο βαθμό, αφήνοντας ένα χαμηλό πλάτος RBPF.
- Εκκεντρικός ρότορας: η αλληλεπίδραση γίνεται ασύμμετρη, η ακύρωση καταρρέει και το πλάτος του RBPF αυξάνεται.
- Διαγνωστική αξία: το ύψος της γραμμής RBPF είναι επομένως ένας άμεσος δείκτης του πόσο ομοιόμορφο είναι το διάκενο αέρα.
3. Διαγνωστική σημασία
Κανονική κατάσταση
- Μια κορυφή RBPF είναι παρούσα αλλά πολύ μικρή - συχνά κάτω από 0,5 mm/s.
- Μπορεί να είναι μόλις και μετά βίας ορατό πάνω από το επίπεδο θορύβου.
- Δεν υπάρχουν πλευρικές ζώνες που να την πλαισιώνουν.
- Αυτό το χαρακτηριστικό πρότυπο επιβεβαιώνει ένα ομοιόμορφο διάκενο αέρα και καλή ομόκεντρη διάταξη ρότορα-στάτη.
Τι σας λέει ένα αυξημένο RBPF
Εκκεντρότητα διάκενου αέρα. Ο δρομέας βρίσκεται εκτός κέντρου στην οπή του στάτη, το πλάτος RBPF αυξάνεται και μπορεί να εμφανιστούν πλευρικές ζώνες με ταχύτητα λειτουργίας ±1×. Το μοτίβο είναι παράλληλο με τον τρόπο συχνότητα διέλευσης πόλων αυξάνεται κάτω από το ίδιο σφάλμα.
Κακή ευθυγράμμιση ρότορα-στάτη. Όταν ο άξονας του ρότορα δεν είναι παράλληλος με τον άξονα του στάτη, το διάκενο αέρα μεταβάλλεται κατά μήκος του κινητήρα, αυξάνοντας τόσο το RBPF όσο και τις αρμονικές του.
Σπασμένες ή κατεστραμμένες ράβδοι ρότορα. Αυτή είναι μια εντελώς διαφορετική υπογραφή: οι σπασμένες ράβδοι δημιουργούν πλευρικές ζώνες γύρω από το 1× σε απόσταση συχνότητας διέλευσης πόλων αντί να αυξάνουν τη γραμμή διέλευσης ράβδων. Δείτε σπασμένες ράβδοι ρότορα και ελαττώματα της ράβδου του ρότορα για τις πλήρεις διαγνωστικές λεπτομέρειες.
4. Ξεχωρίζοντας το Bar Pass από άλλες συχνότητες
RBPF σε σχέση με τις συχνότητες έδρασης
- RBPF: συνήθως 200-3000 Hz, που καθορίζεται από τον σχεδιασμό του κινητήρα.
- Συχνότητες ρουλεμάν: συνήθως 50-500 Hz για τα ρουλεμάν του κινητήρα.
- Πώς να διακρίνετε: υπολογίστε και τα δύο και συγκρίνετε τα με τις παρατηρούμενες κορυφές.
- Προσέξτε για επικάλυψη: σε μεγάλους κινητήρες το RBPF μπορεί να πέσει στην ίδια ζώνη με το συχνότητες σφάλματος ρουλεμάν, οπότε επιβεβαιώστε την πηγή πριν ενεργήσετε.
RBPF σε σχέση με τη συχνότητα σχισμής του στάτη
- Διέλευση αυλακώσεων στάτη: αριθμός αυλακώσεων στάτη × ταχύτητα λειτουργίας - σπάνια σημαντικός.
- RBPF: αριθμός ράβδων ρότορα × ταχύτητα λειτουργίας - παρατηρείται συχνότερα.
- Παρουσιάζονται και τα δύο: σε μερικούς κινητήρες θα δείτε και τα δύο, και ο διαχωρισμός τους εξαρτάται από τη γνώση του αριθμού των ράβδων και των υποδοχών.
5. Πρακτική εφαρμογή
Πότε να παρακολουθείτε το RBPF
- Όταν υπάρχει υποψία προβλήματος διάκενου αέρα.
- Μετά την αντικατάσταση ρουλεμάν, για να ελέγξετε αν ο ρότορας είναι σωστά κεντραρισμένος.
- Όταν η συχνότητα της γραμμής 2× είναι αυξημένη, η οποία μπορεί να συνοδεύει την εκκεντρότητα.
- Κατά την καθιέρωση ενός γραμμή βάσης για έναν καινούργιο ή επανατυλιγμένο κινητήρα.
- Ως έλεγχος ποιότητας μετά την επισκευή του κινητήρα.
Παράμετροι μέτρησης
- Το εύρος συχνοτήτων του αναλυτή πρέπει να υπερβαίνει άνετα το διπλάσιο του RBPF (Fmax > 2 × RBPF) για να το συλλάβει χωρίς ψευδώνυμο.
- Ένα επιταχυνσιόμετρο συνήθως απαιτείται αντί για ένα αισθητήρας ταχύτητας, επειδή οι συχνότητες είναι υψηλές.
- Μετρήστε στο πλαίσιο του κινητήρα ή στο περίβλημα του ρουλεμάν.
- Πάντα να συγκρίνετε με μια βασική μέτρηση ή με παρόμοιους υγιείς κινητήρες.
6. Πού ταιριάζει το Bar Pass στη διάγνωση κινητήρων
Βοηθά να διατηρούνται σαφώς διαχωρισμένες δύο υπογραφές του ρότορα του κινητήρα. Η γραμμή διέλευσης ράβδων αφορά τη γεωμετρία του διάκενου αέρα· οι σπασμένες ράβδοι αφορούν την ηλεκτρική ακεραιότητα του κλωβού. Στην πράξη και τα δύο μπορούν να συνυπάρχουν, οπότε μια ενδελεχής ηλεκτρικό σφάλμα έλεγχοι αξιολόγησης για το καθένα:
- Ελαττώματα ράβδου ρότορα: πλευρικές ζώνες γύρω από το 1× της ταχύτητας περιστροφής σε απόσταση συχνότητας διέλευσης πόλων.
- Θέματα RBPF: αυξημένο πλάτος στην ίδια τη γραμμή διέλευσης των ράβδων (ράβδοι × ταχύτητα).
- Μπορούν να συνυπάρξουν: η εκκεντρότητα και οι σπασμένες ράβδοι δεν αποκλείονται αμοιβαία.
- Ολοκληρωμένη διάγνωση: επιθεωρήστε και τα δύο μοτίβα για να ολοκληρώσετε την εικόνα.
Αυτό το είδος ηλεκτρομαγνητικής διάγνωσης υψηλής συχνότητας είναι το ένα μισό της αξιολόγησης της υγείας του επαγωγικού κινητήρα- το άλλο μισό είναι ο μηχανικός κόσμος χαμηλής συχνότητας του ανισορροπία και κακή ευθυγράμμιση. Μια φορητή συσκευή δύο καναλιών, όπως η Balanset-1A καλύπτει αυτή τη μηχανική πλευρά, καταγράφοντας το πλάτος και τη φάση 1× που απαιτούνται για την εξισορρόπηση του δρομέα στα δικά του έδρανα και την επαλήθευση του αποτελέσματος - ένα φυσικό συμπλήρωμα των φασματικών ελέγχων του κινητήρα που περιγράφονται εδώ.
Η συχνότητα διέλευσης ράβδων του κινητήρα, αν και παρακολουθείται λιγότερο συχνά από τις συχνότητες των ρουλεμάν ή τις υπογραφές σπασμένων ράβδων, έχει πραγματική διαγνωστική αξία σχετικά με την ομοιομορφία του διάκενου αέρα και την ομόκεντρη διάταξη ρότορα-στάτη. Η γνώση του τρόπου υπολογισμού της και η αναγνώρισή της σε ένα φάσμα συμπληρώνει τη διαγνωστική εικόνα για την αξιολόγηση της κατάστασης επαγωγικών κινητήρων βραχυκυκλωμένου κλωβού.
