Ilmainen suunnittelutyökalu #039
Moottorin sähkövikojen taajuuslaskuri
Laske synkroninen nopeus, luisto, 2× verkkotaajuus, napaohitustaajuus, roottorisauvan ohitustaajuus ja diagnostiset sivukaistat sähkömoottorianalyysiä varten.
Tulokset
Synkroninen nopeus
Vaihtovirtamoottorin synkroninen nopeus riippuu verkkotaajuudesta ja napojen lukumäärästä:
Luisto
Luisto on roottorin synkronisen ja todellisen nopeuden välinen ero, ilmaistuna murto-osana tai prosentteina:
Tyypillinen täyskuormituksen luisto vakio-induktiomoottoreille on 1–5%.
Luistamistaajuus
2× Linjataajuus
Tämä taajuus (100 Hz 50 Hz:n syötöllä, 120 Hz 60 Hz:llä) esiintyy aina moottorin värähtelyssä vaihtuvan magneettikentän vuoksi. Kohonnut 2× linjataajuus osoittaa sähköongelmia: epätasapainoisia vaiheita, ilmavälin epäkeskisyyttä tai staattorikäämitysvikoja.
Napojen ohitustaajuus
Napaohitustaajuus on keskeinen indikaattori roottorisauvan rikkoutumisen analysoinnissa. Sivukaistat, jotka näkyvät napaohitustaajuudella noin 1× linjataajuuden ympärillä virtaspektreissä (MCSA), ovat klassinen merkki roottorisauvan vikaantumisesta.
Roottorin tangon läpivirtaustaajuus
Käytännön esimerkki
Annettu: flinja = 50 Hz, navat = 4, N = 1475 RPM
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 RPM
s = (1500 − 1475) / 1500 = 1.67%
fluisto = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× verkkotaajuus = 2 × 50 = 100 Hz
Pole pass = 2 × s × flinja = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Huomautus: Moottorin nopeus vaihtelee kuormituksen mukaan. Varmista, että käytät todellista mitattua nopeutta käyttöolosuhteissa, etkä tyyppikilven nopeutta. Kierroslukumittari tai stroboskooppimittaus antavat tarkimmat tulokset luistosta riippuviin laskelmiin.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.
Ammattimaiset värähtelyanalyysilaitteet moottorien diagnostiikkaan, kenttätasapainotukseen ja kunnonvalvontaan. Käytössä yli 50 maassa.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on värähtelyanalyysi-insinööri sekä Vibromeran perustaja ja toimitusjohtaja. Yli 15 vuoden ajan hän on tasapainottanut pyöriviä koneita kentällä eikä koepenkissä: silppureita, teollisuuspuhaltimia, murskaimia, linkoja, akseleita ja karoja. Juuri tästä työstä Balanset-laitteet ovat syntyneet — ne suunniteltiin työkaluksi, jonka asiantuntija voi kantaa koneen luo ja jota hän voi käyttää yksin paikan päällä, ei laboratoriolaitteiksi. Vibromera perustettiin vuonna 2017, ja vuodesta 2023 lähtien sen kotipaikka on ollut Porto Portugalissa. Balanset-sarjan kehitys, kokoonpano ja tuki tapahtuvat täällä. Lippulaivalaite on Balanset-1A, kannettava analysaattori yhden ja kahden tason tasapainotukseen sekä värähtelydiagnostiikkaan. Nikolai osallistuu henkilökohtaisesti asiakastukeen, vaikeiden tasapainotustapausten ratkaisemiseen ja ohjelmiston kehittämiseen. Hän palvelee asiakkaita ympäri maailmaa, millä tahansa kielellä.
