Κατανόηση της συχνότητας ολίσθησης σε κινητήρες επαγωγής

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

$2,353.83

Ανταλλακτικά

Αισθητήρας δόνησης

$107.26

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

$147.78

Συσκευές

Balanset-4

$8,107.90

Ανταλλακτικά

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

$54.82

Ανταλλακτικά

Αντανακλαστική ταινία

$11.92

Συσκευές

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Ορισμός: Τι είναι η συχνότητα ολίσθησης;

Συχνότητα ολίσθησης είναι η διαφορά μεταξύ της σύγχρονης ταχύτητας (η ταχύτητα του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου) και της πραγματικής ταχύτητας του ρότορα σε έναν επαγωγικό κινητήρα, εκφρασμένη σε Hz. Αντιπροσωπεύει πόσο γρήγορα το μαγνητικό πεδίο “γλιστράει” πέρα από τους αγωγούς του ρότορα, επάγοντας το ρεύμα που δημιουργεί ροπή στρέψης του κινητήρα. Η συχνότητα ολίσθησης είναι θεμελιώδης για τη λειτουργία του επαγωγικού κινητήρα και είναι εξαιρετικά σημαντική στη διάγνωση κινητήρων επειδή καθορίζει την απόσταση πλευρικής ζώνης στις δονήσεις και τις υπογραφές ρεύματος του ελαττώματα της ράβδου του ρότορα.

Η συχνότητα ολίσθησης κυμαίνεται συνήθως στην περιοχή των 0,5-3 Hz για κινητήρες υπό κανονικό φορτίο, αυξάνεται με το φορτίο και παρέχει μια έμμεση μέτρηση του φορτίου του κινητήρα. Η κατανόηση της συχνότητας ολίσθησης είναι απαραίτητη για την ερμηνεία της συχνότητας ολίσθησης του κινητήρα. δόνηση φάσματα και διάγνωση ηλεκτρομαγνητικών βλαβών.

Πώς λειτουργεί η ολίσθηση σε κινητήρες επαγωγής

Η Αρχή της Επαγωγής

Οι επαγωγικοί κινητήρες λειτουργούν μέσω ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής:

1. Οι περιελίξεις του στάτη δημιουργούν περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο με σύγχρονη ταχύτητα
2. Το μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται ελαφρώς πιο γρήγορα από τον ρότορα
3. Η σχετική κίνηση μεταξύ του πεδίου και των ράβδων του ρότορα προκαλεί ρεύμα στον ρότορα
4. Το επαγόμενο ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο του ρότορα
5. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των πεδίων του στάτορα και του ρότορα παράγει ροπή
6. Βασικό σημείο: Αν ο ρότορας έφτανε σε σύγχρονη ταχύτητα, δεν θα υπήρχε σχετική κίνηση, επαγωγή, ροπή.

Γιατί είναι απαραίτητο το Slip

• Ο ρότορας πρέπει να λειτουργεί πιο αργά από την σύγχρονη ταχύτητα για να συμβεί επαγωγή
• Μεγαλύτερη ολίσθηση, περισσότερο ρεύμα που προκαλείται, περισσότερη ροπή που παράγεται
• Χωρίς φορτίο: ελάχιστη ολίσθηση (~1%)
• Σε πλήρες φορτίο: υψηλότερη ολίσθηση (τυπική 3-5%)
• Η ολίσθηση επιτρέπει στον κινητήρα να προσαρμόζει αυτόματα τη ροπή στο φορτίο

Υπολογισμός συχνότητας ολίσθησης

Τύπος

• fs = (Nsync – Nactual) / 60
• Όπου fs = συχνότητα ολίσθησης (Hz)
• Nsync = σύγχρονη ταχύτητα (RPM)
• Πραγματική = πραγματική ταχύτητα ρότορα (RPM)

Εναλλακτική Χρήση Ποσοστού Ολίσθησης

• Ολίσθηση (%) = [(Nsync – Nactual) / Nsync] × 100
• fs = (Slip% × Nsync) / 6000

Παραδείγματα

Κινητήρας 4 πόλων, 60 Hz χωρίς φορτίο

• Nsync = 1800 σ.α.λ.
• Πραγματικές στροφές = 1795 σ.α.λ. (ελαφρύ φορτίο)
• fs = (1800 – 1795) / 60 = 0,083 Hz
• Ολίσθηση = 0,3%

Ίδιος κινητήρας σε πλήρες φορτίο

• Nsync = 1800 σ.α.λ.
• Πραγματικές στροφές = 1750 σ.α.λ. (ονομαστική ταχύτητα)
• fs = (1800 – 1750) / 60 = 0,833 Hz
• Ολίσθηση = 2,8%

2-πολικός κινητήρας, 50 Hz

• Nsync = 3000 σ.α.λ.
• Πραγματικές στροφές = 2950 σ.α.λ.
• fs = (3000 – 2950) / 60 = 0,833 Hz
• Ολίσθηση = 1,7%

Συχνότητα ολίσθησης στα διαγνωστικά κραδασμών

Απόσταση πλευρικής ζώνης για ελαττώματα ράβδου ρότορα

Η πιο σημαντική διαγνωστική χρήση της συχνότητας ολίσθησης:

• Πρότυπο: Πλευρικές ζώνες γύρω από την ταχύτητα λειτουργίας 1× στα ±fs, ±2fs, ±3fs
• Παράδειγμα: Κινητήρας 1750 σ.α.λ. (29,2 Hz) με fs = 0,83 Hz
• Πλευρικές ζώνες σε: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz, κ.λπ.
• Διάγνωση: Αυτές οι πλευρικές ζώνες υποδεικνύουν σπασμένες ή ραγισμένες ράβδους ρότορα
• Πλάτος: Το πλάτος της πλευρικής ζώνης υποδεικνύει τον αριθμό και τη σοβαρότητα των σπασμένων ράβδων

Τρέχουσα Ανάλυση Υπογραφής

Στα φάσματα ρεύματος κινητήρα:

• Τα ελαττώματα της ράβδου του ρότορα δημιουργούν πλευρικές ζώνες γύρω από τη συχνότητα γραμμής
• Μοτίβο: fline ± 2fs (σημείωση: 2× συχνότητα ολίσθησης, όχι 1×)
• Για κινητήρα 60 Hz με ολίσθηση 1 Hz: πλευρικές ζώνες 58 Hz και 62 Hz
• Επιβεβαιώνει τη διάγνωση της ράβδου του ρότορα από τους κραδασμούς

Ολίσθηση ως Δείκτης Φορτίου

Η ολίσθηση ποικίλλει ανάλογα με το φορτίο

• Χωρίς φορτίο: Ολίσθηση 0,2-1% (0,1-0,5 Hz για τυπικούς κινητήρες)
• Μισό φορτίο: 1-2% ολίσθηση (0,5-1,0 Hz)
• Πλήρες φορτίο: 2-5% ολίσθηση (1-2,5 Hz)
• Παραφορτώνω: > 5% ολίσθηση (> 2,5 Hz)
• Εκκίνηση: 100% ολίσθηση (συχνότητα ολίσθησης = συχνότητα γραμμής)

Χρήση ολίσθησης για την αξιολόγηση της φόρτωσης

• Μετρήστε με ακρίβεια την πραγματική ταχύτητα του κινητήρα
• Υπολογισμός ολίσθησης από τη σύγχρονη διαφορά ταχύτητας
• Συγκρίνετε με την ονομαστική ολίσθηση πλήρους φορτίου από την πινακίδα τύπου
• Εκτίμηση ποσοστού φόρτωσης κινητήρα
• Χρήσιμο όταν δεν είναι διαθέσιμη η άμεση μέτρηση ισχύος

Παράγοντες που επηρεάζουν την ολίσθηση

Παράγοντες Σχεδιασμού

• Αντίσταση ρότορα: Υψηλότερη αντίσταση = μεγαλύτερη ολίσθηση
• Κατηγορία Σχεδιασμού Κινητήρα: Ο σχεδιασμός NEMA επηρεάζει τα χαρακτηριστικά ολίσθησης
• Δυναμικό: Η χαμηλότερη τάση αυξάνει την ολίσθηση για δεδομένο φορτίο

Συνθήκες λειτουργίας

• Ροπή φορτίου: Πρωτεύων καθοριστικός παράγοντας της ολίσθησης
• Τάση τροφοδοσίας: Η υποτάση αυξάνει την ολίσθηση
• Μεταβολή συχνότητας: Οι διακυμάνσεις της συχνότητας παροχής επηρεάζουν την ολίσθηση
• Θερμοκρασία: Η θέρμανση του ρότορα αυξάνει την αντίσταση, αυξάνοντας την ολίσθηση

Κατάσταση κινητήρα

• Οι σπασμένες ράβδοι του ρότορα αυξάνουν την ολίσθηση (λιγότερο αποτελεσματική παραγωγή ροπής)
• Τα προβλήματα περιέλιξης του στάτη μπορούν να επηρεάσουν την ολίσθηση
• Τα προβλήματα στα ρουλεμάν αυξάνουν την τριβή και αυξάνουν ελαφρώς την ολίσθηση.

Μέθοδοι μέτρησης

Άμεση μέτρηση ταχύτητας

• Χρήση ταχύμετρο ή φλας για τη μέτρηση των πραγματικών στροφών
• Μάθετε την ταχύτητα σύγχρονης λειτουργίας από την πινακίδα τύπου του κινητήρα (πόλοι και συχνότητα)
• Υπολογισμός ολίσθησης: fs = (Nsync – Nactual) / 60
• Η πιο ακριβής μέθοδος

Από το φάσμα δόνησης

• Προσδιορίστε με ακρίβεια την κορυφή της ταχύτητας λειτουργίας 1×
• Υπολογίστε την ταχύτητα κίνησης από τη συχνότητα 1×
• Προσδιορίστε την ολίσθηση από τη σύγχρονη διαφορά ταχύτητας
• Απαιτείται FFT υψηλής ανάλυσης

Από απόσταση πλευρικής ζώνης

• Εάν υπάρχουν πλευρικές ζώνες με ελαττωματική ράβδο ρότορα
• Μέτρηση απόστασης μεταξύ πλευρικών ζωνών
• Απόσταση = συχνότητα ολίσθησης απευθείας
• Βολικό αλλά απαιτεί την ύπαρξη ελαττώματος

Πρακτική διαγνωστική χρήση

Κανονικές τιμές ολίσθησης

• Καταγραφή ολίσθησης γραμμής βάσης σε διάφορα φορτία για κάθε κινητήρα
• Τυπική ολίσθηση πλήρους φορτίου: 1-3% (ελέγξτε την πινακίδα τύπου)
• Η τιμή ολίσθησης > στην πινακίδα τύπου μπορεί να υποδηλώνει υπερφόρτωση ή πρόβλημα με τον κινητήρα
• Ολίσθημα < αναμενόμενο σε δεδομένο φορτίο μπορεί να υποδηλώνει ηλεκτρικό σφάλμα

Δείκτες ανώμαλης ολίσθησης

• Υπερβολική ολίσθηση: Υπερφόρτωση κινητήρα, σπασμένες ράβδοι ρότορα, υψηλή αντίσταση ρότορα
• Μεταβλητή ολίσθηση: Διακυμάνσεις φορτίου, αστάθεια ηλεκτρικής τροφοδοσίας
• Χαμηλή ολίσθηση στο φορτίο: Πιθανό πρόβλημα στάτορα, πρόβλημα τάσης

Η συχνότητα ολίσθησης είναι θεμελιώδης για τη λειτουργία και τη διάγνωση του επαγωγικού κινητήρα. Ως η απόσταση πλευρικής ζώνης για την ανίχνευση ελαττωμάτων στη ράβδο του ρότορα και ως δείκτης φόρτωσης του κινητήρα, η συχνότητα ολίσθησης παρέχει βασικές πληροφορίες για την αξιολόγηση της κατάστασης του κινητήρα. Ο ακριβής προσδιορισμός της συχνότητας ολίσθησης επιτρέπει την ορθή ερμηνεία των κραδασμών του κινητήρα και των υπογραφών ρεύματος, διακρίνοντας την κανονική λειτουργία από τις συνθήκες σφάλματος.

---

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο