فرکانس الکتریکی چیست؟ فرکانس خط در موتورها • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری دیگر از روتورها فرکانس الکتریکی چیست؟ فرکانس خط در موتورها • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری دیگر از روتورها

فرکانس الکتریکی چیست؟ فرکانس خط در موتورها

منتشر شده توسط admin در

درک فرکانس الکتریکی در موتورها

تعریف: فرکانس الکتریکی چیست؟

فرکانس الکتریکی (که فرکانس خط، فرکانس شبکه یا فرکانس برق نیز نامیده می‌شود) فرکانس جریان متناوب (AC) است که به موتورهای الکتریکی و سایر تجهیزات الکتریکی عرضه می‌شود. دو فرکانس الکتریکی استاندارد در سراسر جهان ۶۰ هرتز (هرتز) در آمریکای شمالی، بخش‌هایی از آمریکای جنوبی و برخی از کشورهای آسیایی و ۵۰ هرتز در اروپا، بیشتر آسیا، آفریقا و استرالیا است. این فرکانس سرعت سنکرون موتورهای AC را تعیین می‌کند و نیروهای الکترومغناطیسی مشخصه و لرزش مولفه‌ها در مضربی از فرکانس خط.

در موتور vibration analysis, فرکانس الکتریکی و هارمونیک‌های آن (به‌ویژه فرکانس خط ۲x) شاخص‌های تشخیصی مهمی برای مشکلات الکترومغناطیسی، مشکلات استاتور و بی‌نظمی‌های شکاف هوایی هستند.

ارتباط با سرعت موتور

محاسبه سرعت سنکرون

برای موتورهای القایی AC، سرعت سنکرون توسط فرکانس الکتریکی تعیین می‌شود:

  • نهمگام‌سازی = (120 × f) / P
  • جایی که نهمگام‌سازی = سرعت سنکرون (RPM)
  • f = فرکانس الکتریکی (هرتز)
  • P = تعداد قطب‌های موتور

سرعت‌های رایج موتور

برای سیستم‌های ۶۰ هرتز

  • موتور دو قطبی: ۳۶۰۰ دور در دقیقه همزمان (۳۵۵۰ دور در دقیقه واقعی با احتساب لغزش)
  • موتور ۴ قطبی: ۱۸۰۰ دور در دقیقه همزمان (تقریباً ۱۷۵۰ دور در دقیقه واقعی)
  • موتور ۶ قطبی: سرعت چرخش همزمان ۱۲۰۰ دور در دقیقه (سرعت واقعی حدود ۱۱۷۰ دور در دقیقه)
  • موتور ۸ قطبی: ۹۰۰ دور در دقیقه همزمان (تقریباً ۸۷۵ دور در دقیقه واقعی)

برای سیستم‌های ۵۰ هرتز

  • موتور دو قطبی: سرعت چرخش همزمان ۳۰۰۰ دور در دقیقه (سرعت واقعی ۲۹۵۰ دور در دقیقه)
  • موتور ۴ قطبی: سرعت چرخش همزمان ۱۵۰۰ دور در دقیقه (سرعت واقعی ۱۴۵۰ دور در دقیقه)
  • موتور ۶ قطبی: ۱۰۰۰ دور در دقیقه همزمان (در واقع ۹۷۰ دور در دقیقه)
  • موتور ۸ قطبی: ۷۵۰ دور در دقیقه همزمان (تقریباً ۷۳۰ دور در دقیقه واقعی)

فرکانس لغزش

تفاوت بین سرعت سنکرون و سرعت واقعی:

  • فرکانس لغزش (fs) = (N)همگام‌سازی – نواقعی) / 60
  • لغزش معمول: ۱-۵۱TP3T از سرعت سنکرون
  • فرکانس لغزش معمولاً ۱-۳ هرتز
  • وابسته به بار: لغزش با افزایش بار افزایش می‌یابد
  • برای تشخیص نقص الکتریکی روتور مهم است

قطعات ارتعاش الکترومغناطیسی

۲× فرکانس خط (مهم‌ترین)

مولفه غالب ارتعاش الکترومغناطیسی:

  • سیستم‌های ۶۰ هرتز: ۲ × ۶۰ = ۱۲۰ هرتز مولفه ارتعاش
  • سیستم‌های ۵۰ هرتز: ۲ × ۵۰ = ۱۰۰ هرتز مولفه ارتعاش
  • علت: نیروهای مغناطیسی بین استاتور و روتور با فرکانس دو برابر فرکانس خط، ضربان می‌زنند.
  • همیشه حاضر: مشخصه عادی همه موتورهای AC (عادی با دامنه کم)
  • دامنه افزایش یافته: مشکلات استاتور، مشکلات فاصله هوایی یا عدم تعادل مغناطیسی را نشان می‌دهد.

فرکانس خط (1×f)

  • مولفه ۵۰ هرتز یا ۶۰ هرتز
  • معمولاً دامنه کمتر از 2×f
  • می‌تواند عدم تعادل ولتاژ تغذیه را نشان دهد
  • ممکن است با خطاهای سیم پیچ استاتور ظاهر شود

هارمونیک‌های بالاتر

  • ۴×f، ۶×f و غیره (۲۴۰ هرتز، ۳۶۰ هرتز برای سیستم‌های ۶۰ هرتز)
  • می‌تواند مشکلات سیم‌پیچ یا مشکلات لایه‌بندی هسته را نشان دهد.
  • معمولاً دامنه کم در موتورهای سالم

اهمیت تشخیصی

دامنه نرمال ۲×f

  • معمولاً <10% از 1× (سرعت حرکت) ارتعاش
  • نسبتاً ثابت در طول زمان
  • در همه جهات وجود دارد اما اغلب به صورت شعاعی قوی‌تر است

۲×f بالا نشان‌دهنده‌ی مشکلات است

مشکلات سیم پیچی استاتور

  • اتصال کوتاه حلقه به حلقه، عدم تعادل فاز
  • دامنه 2×f با گذشت زمان افزایش می‌یابد
  • ممکن است با افزایش دما همراه باشد
  • عدم تعادل جریان قابل اندازه‌گیری بین فازها

خروج از مرکز فاصله هوایی

  • شکاف هوایی غیر یکنواخت ناشی از خروج از مرکز روتور یا سایش یاتاقان
  • کشش مغناطیسی نامتعادل ایجاد می‌کند
  • فرکانس‌های عبور قطب ۲×f و افزایش یافته
  • ترکیبی از اثرات مکانیکی و الکترومغناطیسی

رزونانس نرم پا یا فریم

  • اگر فرکانس طبیعی قاب موتور نزدیک به 2×f باشد
  • تشدید ساختاری، ارتعاش الکترومغناطیسی را تقویت می‌کند
  • ارتعاش قاب بسیار بیشتر از ارتعاش یاتاقان است
  • قابل اصلاح از طریق سخت‌سازی سازه یا میرایی قاب

درایوهای فرکانس متغیر (VFD)

اثرات VFD بر فرکانس الکتریکی

  • VFD ها فرکانس خروجی متغیر ایجاد می کنند (معمولاً 0-120 هرتز)
  • سرعت موتور متناسب با فرکانس خروجی VFD
  • تمام فرکانس‌های الکترومغناطیسی با فرکانس خروجی VFD مقیاس‌بندی می‌شوند
  • سوئیچینگ PWM اجزای فرکانس بالای اضافی ایجاد می‌کند

مشکلات ارتعاشی خاص VFD

  • فرکانس‌های سوئیچینگ: اجزای محدوده کیلوهرتز از سوئیچینگ PWM
  • جریان‌های یاتاقان: جریان‌های با فرکانس بالا می‌توانند به یاتاقان‌ها آسیب بزنند
  • ارتعاش پیچشی: نوسانات گشتاور در فرکانس‌های مختلف
  • تحریک رزونانس: سرعت متغیر می‌تواند از میان رزونانس‌ها عبور کند

مثال‌های تشخیص عملی

مورد ۱: ارتعاش زیاد ۲×f

  • علامت: موتور ۴ قطبی، ۶۰ هرتز (۱۷۵۰ دور در دقیقه) با ارتعاش ۱۲۰ هرتز = ۶ میلی‌متر بر ثانیه
  • تحلیل: ۱۲۰ هرتز بسیار بیشتر از ۱ برابر لرزش در سرعت چرخش (۲ میلی‌متر بر ثانیه)
  • تشخیص: مشکل سیم‌پیچ استاتور یا خروج از مرکز فاصله هوایی
  • تأیید: تصویربرداری حرارتی، نقطه داغ در استاتور را نشان می‌دهد، عدم تعادل جریان اندازه‌گیری شده است
  • اقدام: موتور را سیم پیچی یا تعویض کنید

مورد ۲: باندهای کناری در اطراف سرعت دویدن

  • علامت: پیک‌ها در ۱× ± ۲ هرتز (فرکانس لغزش)
  • تشخیص: میله‌های روتور شکسته
  • تأیید: MCSA الگوی باند جانبی یکسانی را در جریان نشان می‌دهد
  • پیشرفت: نظارت بر رشد دامنه برای برنامه‌ریزی جایگزینی

نظارت بر بهترین شیوه‌ها

تنظیمات آنالیز طیف

  • برای ثبت ۲×f و هارمونیک‌ها، از فرکانس حداکثر (Fmax) > ۵۰۰ هرتز اطمینان حاصل کنید.
  • وضوح کافی برای جداسازی باندهای کناری نزدیک به هم (وضوح کمتر از 0.5 هرتز برای تحلیل فرکانس لغزش)
  • اندازه‌گیری در جهات مختلف (افقی، عمودی، محوری)

تأسیس خط پایه

  • دامنه ۲×f را هنگام نو بودن موتور یا تازه سیم پیچی مجدد آن ثبت کنید
  • تعیین سطوح نرمال برای هر نوع موتور در تأسیسات
  • تنظیم محدودیت‌های هشدار (معمولاً ۲-۳ برابر خط پایه برای ۲ برابر طول موج)

پارامترهای پرطرفدار

  • دامنه فرکانس خط ۲× و روند آن
  • مولفه‌های فرکانس عبور قطب
  • دامنه‌ها و الگوهای باند جانبی
  • سطح کلی ارتعاش
  • نشانگرهای وضعیت یاتاقان

فرکانس الکتریکی برای درک عملکرد و تشخیص موتور AC اساسی است. تشخیص مؤلفه‌های فرکانس خط (به ویژه 2×f) در طیف‌های ارتعاش و درک رابطه آنها با پدیده‌های الکترومغناطیسی، امکان تمایز بین خطاهای مکانیکی و الکتریکی موتور را فراهم می‌کند و راهنمای اقدامات تشخیصی و اصلاحی مناسب است.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ