Asünkroonmootorite libisemissageduse mõistmine
Libisemissagedus on erinevus sünkroonkiiruse - staatori magnetvälja pöörlemiskiiruse - ja induktsioonimootori tegeliku rootori pöörlemiskiiruse vahel, väljendatuna hertsides. See mõõdab, kui kiiresti magnetväli “libiseb” mööda rootori juhtmeid, ja just see suhteline liikumine tekitab rootori voolu, mis tekitab pöördemomendi. Libisemissagedus on induktsioonimootori tööpõhimõte ja sama oluline on see ka induktsioonimootori tööpõhimõte. mootori diagnostika, sest — läbi poolide vaheline sagedus (libisemissagedus × pooluste arv) — määrab see külgriba vahekaugus vibratsioon ja praegused allkirjad rootorivarda defektid.
Tavalise koormuse all töötava mootori puhul on libisemise sagedus tavaliselt vahemikus 0,5-3 Hz. See tõuseb koos koormusega, mis teeb sellest kaudse, kuid mugava näitaja selle kohta, kui kõvasti mootor töötab. Mootori vibratsioonispektri õige lugemine - ja elektromagnetiliste rikete diagnoosimine selle põhjal - sõltub libisemise mõistmisest.
1. Kuidas toimib libisemine induktsioonmootorites
Induktsiooniprintsiip
Induktsioonimootor toodab pöördemomendi elektromagnetiliste sündmuste ahela kaudu:
- Staatori mähised tekitavad magnetvälja, mis pöörleb sünkroonse kiirusega.
- See väli pöörleb veidi kiiremini kui rootor.
- Põllu- ja rootorvardade vaheline suhteline liikumine tekitab rootoris voolu.
- See indutseeritud vool tekitab rootori enda magnetvälja.
- Staatori ja rootori väljade koostoime tekitab pöördemomendi.
- Peamine punkt: kui rootor jõuaks kunagi sünkroonkiirusele, ei oleks suhtelist liikumist, induktsiooni ja seega ka pöördemomenti.
Miks on vaja libisemist
- Rootor peab jooksma sünkroonkiirusest aeglasemalt, et induktsioon üldse toimuks.
- Mida suurem on libisemine, seda suurem on indutseeritud vool ja seda suurem on tekkiv pöördemoment.
- Ilma koormuseta on libisemine minimaalne - umbes 1%.
- Täiskoormusel on see suurem - tavaliselt 3-5%.
- Libisemine on mehhanism, mille abil mootor automaatselt kohandab oma pöördemomendi koormusele.
2. Libisemise sageduse arvutamine
Põhivalem
fs = (Nsünkroonimine - Ntegelik) / 60
kus fs = libisemissagedus (Hz), Nsünkroonimine = sünkroonkiirus (RPM) ja Ntegelik = tegelik rootori pöörlemiskiirus (RPM).
Slip Protsendi kasutamine
- Libedus (%) = [(Nsünkroonimine - Ntegelik) / Nsünkroonimine] × 100
- fs = (Slip% × Nsünkroonimine) / 6000
Kolm omavahel seotud suurust lähevad kergesti segi, seega tasub neid eraldi hoida: eespool määratletud libisemissagedus fs (kiiruste vahe Hz-des — käesolevas sõnastikus kasutatav kokkulepe); elektriline libisemissagedus s·fliin (rootoris indutseeritud voolude sagedus, kus s on suhteline libisemine); ja poolide vaheline sagedus FP = pooluste arv × fs = 2·s·fliin, mis on külgjoonte vahe, mida rootorivarraste diagnostikas tegelikult täheldatakse. Sünkroonkiirus ise tuleneb toite võrgusagedus ja pooluste arv. Kui te ei soovi seda käsitsi välja arvutada, siis on Mootori libisemise ja tegeliku pöörlemiskiiruse kalkulaator muudab andmeplaadi andmed otse libisemiseks ja käigukiiruseks.
Töötatud näited
4-pooluseline 60 Hz mootor koormuseta:
- Nsünkroonimine = 1800 RPM, Ntegelik = 1795 RPM (kerge koormus)
- fs = (1800 - 1795) / 60 = 0,083 Hz; libisemine = 0,3%
Sama mootor täiskoormusel:
- Nsünkroonimine = 1800 RPM, Ntegelik = 1750 RPM (nimipöörlemiskiirus)
- fs = (1800 - 1750) / 60 = 0,833 Hz; libisemine = 2,8%
2-pooluseline, 50 Hz mootor:
- Nsünkroonimine = 3000 RPM, Ntegelik = 2950 RPM
- fs = (3000 - 2950) / 60 = 0,833 Hz; libisemine = 1,7%
3. Libisemissagedus vibratsioonidiagnostikas
Külgribade vahekaugus rootorivarda defektide korral
See on libisemisageduse kõige olulisem diagnostiline kasutusviis. Murtud või pragunenud rootori riba tekitab elektromagnetilise asümmeetria, mis moduleerib 1× töökiirus tipp, tekitades külgjooned, mis on pooluste läbimissagedusest F kauguselP = poolusi × fs:
- Muster: külgribad 1× töökiiruse ümber vahega ±FP, ±2FP, ±3FP.
- Näide: 4-pooluseline, 1750 RPM mootor (29.2 Hz), millel fs = 0.83 Hz, seega FP = 4 × 0,83 = 3,33 Hz.
- Külgribad aadressil: 25.8 Hz ja 32.5 Hz ümber 29.2 Hz tipu, lisaks 22.5 Hz ja 35.8 Hz jne.
- Diagnoos: need sümmeetrilised külgribad näitavad purunenud või pragunenud rootorivardad.
- Amplituud: külgribade kõrgus peegeldab katkiste ribade arvu ja raskusastet.
Praeguse signatuuri analüüs
Mootori vooluspektrid (MCSA) näitavad tihedalt seotud mustrit toitevõrgu sageduse ümber:
- Rootoririba defektid tekitavad liinisageduse ümber külgribasid.
- Muster: fliin ± 2·s·fliin, kus s on suhteline libisemine — sama ±FP sama sagedusvahe nagu vibratsioonis, kuna 2·s·fliin = FP.
- Ülaltoodud 4-pooluselise 60 Hz mootori puhul (s = 50/1800 ≈ 2.8%, FP = 3.33 Hz) asuvad külgjooned 56.7 Hz ja 63.3 Hz juures.
- See kinnitab sõltumatult vibratsiooni põhjal tehtud rootoririba diagnoosi. . Mootori elektririkete sageduse kalkulaator sätestab need eeldatavad praegused külgribad iga mootori jaoks.
4. Libisemine kui koormusindikaator
Libisemine varieerub koormusega
- Ei ole koormust: 0,2-1% libisemine (0,1-0,5 Hz tüüpiliste mootorite puhul).
- Pool koormust: 1-2% libisemine (0,5-1,0 Hz).
- Täielik koormus: 2-5% libisemine (1-2,5 Hz).
- Ülekoormus: suurem kui 5% libisemine (üle 2,5 Hz).
- Alustades: 100% libisemine - libisemise sagedus on võrdne liinisagedusega, sest rootor on hetkel paigal.
Libisemise kasutamine laadimise hindamiseks
- Mõõtke mootori tegelikku kiirust täpselt.
- Arvutage libisemine sünkroonkiiruse ja sünkroonkiiruse erinevusest.
- Võrrelge seda nimesildil oleva täiskoormuse nimilibisemisega.
- Hinnake mootori koormust protsentides.
- See on eriti kasulik, kui otsene võimsuse mõõtmine ei ole võimalik.
5. Libisemist mõjutavad tegurid
Disainitegurid
- Rootori vastupidavus: suurem vastupidavus annab suurema libisemise.
- Mootori konstruktsiooniklass: NEMA konstruktsioonikiri kujundab libisemisomadust.
- Pinge: madalam pinge suurendab antud koormuse puhul libisemist.
Töötingimused
- Koormuse pöördemoment: peamine libisemise määraja.
- Toitepinge: alarõhk tõstab libisemist.
- Sageduse varieerumine: toitesageduse nihked liigutavad sünkroonkiirust ja seega ka libisemist.
- Temperatuur: kuum rootor on suurema vastupanuga, mis suurendab libisemist.
Mootori seisund
- Murdunud rootorivardad suurendavad libisemist, sest pöördemomendi tootmine muutub vähem tõhusaks.
- Staatori mähise probleemid võib nihutada libisemist.
- Laagriprobleemid, mis lisavad hõõrdumist, suurendavad veidi libisemist.
6. Kuidas mõõdetakse libisemise sagedust
Otsene kiiruse mõõtmine
- Kasutage tahhomeeter või stroboskoop tegeliku pöörlemissageduse lugemiseks.
- Võtke sünkroonkiirus (poolused ja sagedus) nimesildilt.
- Arvuta libisemine kui fs = (Nsünkroonimine - Ntegelik) / 60.
- See on kõige täpsem meetod.
Vibratsioonispektrist
- Määrake täpselt kindlaks 1× jooksukiiruse tipp.
- Teisenda see tippsagedus jooksva kiiruse jaoks.
- Tuletage libisemine sünkroonkiiruse erinevusest.
- See nõuab suure eraldusvõimega FFT; the FFT resolutsiooni kalkulaator aitab teil määrata piisavalt ridu, et eraldada libisevad piigid.
Külgribade vahekaugusest
- Kui rootoririba defektiga külgribad on olemas, on nende vahekaugus on pooluste läbimissagedus; selle jagamine pooluste arvuga annab otse libisemissageduse.
- Mugav - kuid saadaval ainult siis, kui defekt on ilmnenud.
Praktikas tehakse need mõõtmised kohapeal kaasaskantava kahekanalilise seadmega. See Balanset-1A salvestab vibratsioonispektri mootori laagri juures, samal ajal kui selle optiline laser-tahhomeeter loeb tegelikku võlli kiirust, nii et saate täpselt määrata 1× sageduse, arvutada libisemise ja otsida pooluste läbimissagedusega eraldatud külgjooni, mis reedavad rootorivarraste kahjustusi — ilma mootorit liinist välja võtmata. Kuna libisemine muutub koos koormusega, tehakse kõige paljastavamad mõõtmised siis, kui masin töötab tavapärase koormuse all.
7. Praktiline diagnostiline kasutamine
Normaalsed libisemisväärtused
- Dokumenteerige iga mootori jaoks baaslibisemine mitme koormuse juures.
- Tüüpiline täiskoormuse libisemine on 1-3% - kontrollige alati tüübiplaadilt.
- Nimeplaadi väärtusest suurem libisemine võib viidata ülekoormusele või mootoriprobleemile.
- Oodatavast väärtusest väiksem libisemine antud koormuse juures võib viidata elektrilisele veale.
Ebanormaalsed libisemisindikaatorid
- Liigne libisemine: mootor on ülekoormatud, rootorivardad on purunenud või rootoril on suur takistus.
- Muutuv libisemine: koormuse kõikumine või elektrivarustuse ebastabiilsus.
- Väike libisemine koormuse juures: võimalik staatoriprobleem või pingeprobleem.
Libisemissagedus on nii asünkroonmootori töö kui ka asünkroonmootori diagnostika keskmes. Olles rootorivarraste defekte paljastava pooluste läbimissageduse külgjoonte vahe aluseks ning ühtlasi mootori koormuse näitajaks, kannab see üks number endas palju seisunditeavet. Selle täpne määramine võimaldab analüütikul õigesti tõlgendada mootori vibratsiooni- ja voolusignaale — ning eristada normaalset tööd arenevast rikkest.
