Mootori riba läbimise sageduse mõistmine
Mootori riba läbimissagedus — mida nimetatakse ka rootori varda läbimissageduseks, rootoripilu sageduseks või lihtsalt varda läbimissageduseks — on sagedus, millega oravpuuriga asünkroonmootori rootorivardad mööduvad staatori piludest ja mähistest. See võrdub rootorivarraste arvu ja rootori pöörlemissageduse korrutisega, mistõttu paikneb see töökiirusest tunduvalt kõrgemal, tavaliselt umbes 200 kuni 2000 Hz sõltuvalt mootori suurusest ja kiirusest. Terves mootoris on see spektris vaikne, madala amplituudiga joon, mis on vibratsioonispekter, kuid kui see tõuseb, siis osutab see ekstsentrilisus rootori ja staatori vahel, õhuvahe probleemid või muud elektromagnetilised kõrvalekalded. See on tihedalt seotud, kuid erineb järgmistest, rootorivarda defektid — purunenud vardad annavad endast märku külgribad vahekaugusega pooluste möödumissageduse järgi (pooluste arv × libisemissagedus) 1× ümber, mitte tõstes lati möödumissageduse joont ennast.
1. Varda läbimissageduse arvutamine
Valem
RBPF = Nb × N / 60, kus RBPF on rootori varda läbimissagedus Hz-des, Nb on rootorivarraste arv ja N on rootori pöörlemiskiirus RPM-is.
Valemi ülesehitus on sama nagu iga hamba- või labaarvul põhineva sageduse puhul, näiteks hammasrataste hambumissagedus või labade läbimissagedus: loendage korduvad elemendid ja korrutage see sellega, kui tihti need ühest ringist läbi käivad. Kuna varraste arv on tavaliselt suur, jääb tulemus spektri kõrgsageduspiirkonda.
Lahendatud näited
Väike mootor: 28 rootorivarrast kiirusel 1750 RPM annab RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz.
Suur mootor: 56 rootorivarrast kiirusel 3550 RPM annab RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz.
Pange tähele, et suurema masina varda läbimissageduse joon tõuseb üle 3 kHz — see on kasulik meeldetuletus, et mõõteahel peab selle nägemiseks nii kõrgele ulatuma. Kui soovite töökiiruse ja järguarvud kiiresti sagedusteks teisendada, siis harmooniliste sageduste kalkulaator tegeleb aritmeetikaga.
Varraste arvu leidmine
- Vaadake mootori nimesildi või tootja andmelehte.
- Lugege neid visuaalselt, kui rootor on remondi ajal kättesaadav.
- Arvutage see tagasi vibratsioonispektris selgelt tuvastatud tipust.
- Olenevalt mootori suurusest ja pooluste arvust on tavaliselt 16 kuni 80 varrast.
2. Füüsikaline mehhanism
Rootori ja staatori koostoime
Riba läbisagedus tekib magnetilisest koostoimest, mitte mehaanilisest kontaktist:
- Rootorivardad kannavad indutseeritud voolu ja tekitavad magnetväljas lokaalseid häireid.
- Kui rootor pöörleb, liigub iga riba üksteise järel staatori piludelt mööda.
- Magnetiline reluktants tõuseb ja langeb, kui vardad joonduvad staatori hammaste vahelt läbi.
- See tekitab konstruktsioonile väikese pulseeriva elektromagnetilise jõu.
- Pulseerimissagedus võrdub varraste möödumissagedusega — see on varda läbimissagedus.
Ühtlane ja ebaühtlane õhuvahe
- Ühtlane õhuvahe: rootori vastaskülgedel olevate varraste jõupanused tühistavad suurel määral üksteist, jättes RBPF-i amplituudi väikeseks.
- Eksentriline rootor: vastastikmõju muutub asümmeetriliseks, tühistamine laguneb ja RBPF amplituud tõuseb.
- Diagnostiline väärtus: RBPF-joone kõrgus on seega otsene näitaja selle kohta, kui ühtlane on õhuvahe.
3. Diagnoosiline tähtsus
Normaalne seisund
- RBPF-piik on olemas, kuid väga väike - sageli alla 0,5 mm/s.
- See võib olla vaevu nähtav üle mürapõranda.
- Selle ümber ei ole külgribasid.
- See tunnus kinnitab ühtlast õhuvahet ja rootori ning staatori head kontsentrilisust.
Mida ütleb kõrgendatud RBPF teile
Õhuvahe ekstsentrilisus. Rootor asub staatori ava suhtes keskelt väljas, RBPF-i amplituud kasvab ja võivad ilmneda külgribad töökiiruse ±1× juures. Muster sarnaneb sellega, kuidas pooluse läbimise sagedus tõuseb sama vea all.
Rootori ja staatori joondusviga. Kui rootori telg ei ole paralleelne staatori teljega, muutub õhuvahe piki mootori pikkust, tõstes nii RBPF-i kui ka selle harmoonikuid.
Purunenud või kahjustatud rootorivardad. See on täiesti erinev tunnus: katkised vardad tekitavad külgribasid 1× ümber pooluste möödumissageduse sammuga, mitte ei tõsta lati möödumissageduse joont. Vt katkised rootorivardad ja rootorivarda defektid täieliku diagnostika üksikasjad.
4. Varda läbimissageduse eristamine teistest sagedustest
RBPF võrreldes laagrisagedustega
- RBPF: tavaliselt 200-3000 Hz, mis on määratud mootori konstruktsiooniga.
- Laagrite sagedused: tavaliselt 50-500 Hz mootori laagrite puhul.
- Kuidas eristada: arvutada mõlemad ja võrrelda neid täheldatud piikidega.
- Jälgige kattumist: suurte mootorite puhul võib RBPF langeda samasse vahemikku kui laagririkete sagedused, seega kinnitage enne tegutsemist allikas.
RBPF võrreldes staatoripilu sagedusega
- Staatoripilu möödumissagedus: staatoripilude arv × töökiirus — harva märkimisväärne.
- RBPF: rootorivarraste arv × töökiirus — sagedamini täheldatav.
- Mõlemad on kohal: mõnes mootoris näete mõlemat ning nende eristamine sõltub sellest, kas teate varraste ja pilude arvu.
5. Praktiline rakendamine
Millal jälgida RBPF-i
- Kui kahtlustatakse õhuvahe probleemi.
- Pärast laagri vahetamist, et kontrollida, kas rootor on õigesti tsentreeritud.
- Kui 2× võrgusagedus on kõrgenenud, mis võib kaasneda ekstsentrilisusega.
- Kui luuakse algtaseme uue või ümberkeeratud mootori jaoks.
- Kvaliteedikontrolliks pärast mootori remonti.
Mõõtmise kaalutlused
- Analüsaatori sagedusvahemik peab mugavalt ületama kahekordset RBPF (Fmax > 2 × RBPF), et tabada seda ilma aliasing.
- Üks kiirendusmõõtur on tavaliselt vaja pigem kiirusandur, sest sagedused on kõrged.
- Mõõtke mootori raamil või laagrikorpusel.
- Võrrelge alati baastasemega või sarnaste tervete mootoritega.
6. Varda läbimissageduse koht mootori diagnostikas
See aitab hoida kaks mootori-rootori tunnust selgelt lahus. Varda läbimissageduse joon räägib õhuvahe geomeetriast; purunenud vardad räägivad puuri elektrilisest terviklikkusest. Praktikas võivad mõlemad esineda korraga, nii et põhjalik elektriviga igaühe hindamiskontrollid:
- Rootoririba defektid: külgribad 1× pöörlemissageduse ümber pooluste möödumissageduse sammuga.
- RBPFi probleemid: kõrgenenud amplituud varda läbimissageduse joonel endal (vardad × kiirus).
- Nad võivad koos eksisteerida: ekstsentrilisus ja katkised ribad ei välista teineteist.
- Põhjalik diagnoos: kontrollige mõlemat mustrit, et pilt oleks täielik.
Selline kõrgsageduslik elektromagnetiline diagnostika on üks pool asünkroonmootori seisundi hindamisest; teine pool on madalsageduslik mehaaniline maailm tasakaalustamatus ja joondusviga. Kahekanaliline kaasaskantav seade, nagu näiteks Balanset-1A katab selle mehaanilise poole, registreerides 1× amplituudi ja faasi, mida on vaja rootori tasakaalustamiseks tema enda laagrites ja tulemuse kontrollimiseks — see on loomulik täiendus siin kirjeldatud mootori spektraalkontrollidele.
Mootori varda läbimissagedus, kuigi seda jälgitakse vähem rutiinselt kui laagrisagedusi või purunenud varraste tunnuseid, annab tõelist diagnostilist teavet õhuvahe ühtluse ja rootori-staatori kontsentrilisuse kohta. Teadmine, kuidas seda arvutada ja spektris ära tunda, täiendab oravpuuriga asünkroonmootorite seisundihindamise diagnostilist pilti.
