Mikä on sähkötaajuus? Moottorien verkkotaajuus • Kannettava tasapainotin, värähtelyanalysaattori "Balanset" murskainten, puhaltimien, multainten, puimureiden ruuvien, akseleiden, sentrifugien, turbiinien ja monien muiden roottoreiden dynaamiseen tasapainottamiseen Mikä on sähkötaajuus? Moottorien verkkotaajuus • Kannettava tasapainotin, värähtelyanalysaattori "Balanset" murskainten, puhaltimien, multainten, puimureiden ruuvien, akseleiden, sentrifugien, turbiinien ja monien muiden roottoreiden dynaamiseen tasapainottamiseen

Mikä on sähkötaajuus? Verkkotaajuus moottoreissa

Julkaisija: admin, ,

Moottorien sähkötaajuuden ymmärtäminen

Määritelmä: Mikä on sähkötaajuus?

Sähkötaajuus (kutsutaan myös linjataajuudeksi, verkkotaajuudeksi tai tehotaajuudeksi) on sähkömoottoreille ja muille sähkölaitteille syötetyn vaihtovirran (AC) taajuus. Kaksi maailmanlaajuisesti käytössä olevaa sähköistä standarditaajuutta ovat 60 Hz (hertsiä) Pohjois-Amerikassa, osissa Etelä-Amerikkaa ja joissakin Aasian maissa sekä 50 Hz Euroopassa, suurimmassa osassa Aasiaa, Afrikassa ja Australiassa. Tämä taajuus määrittää vaihtovirtamoottoreiden synkronisen nopeuden ja luo ominaisia sähkömagneettisia voimia ja tärinä komponentit linjataajuuden kerrannaisilla.

Moottorissa värähtelyanalyysi, Sähkötaajuus ja sen harmoniset yliaallot (erityisesti 2× verkkotaajuus) ovat tärkeitä diagnostisia indikaattoreita sähkömagneettisille ongelmille, staattoriongelmille ja ilmavälin epäsäännöllisyyksille.

Suhde moottorin nopeuteen

Synkronisen nopeuden laskenta

AC-induktiomoottoreissa synkroninen nopeus määräytyy sähköisen taajuuden perusteella:

  • Nsynkronointi = (120 × f) / P
  • Missä Nsynkronointi = synkroninen nopeus (RPM)
  • f = sähkötaajuus (Hz)
  • P = moottorin napojen lukumäärä

Yleiset moottorin nopeudet

60 Hz:n järjestelmille

  • 2-napainen moottori: 3600 RPM synkroninen (todellinen ~3550 RPM luistolla)
  • 4-napainen moottori: 1800 RPM synkroninen (todellinen ~1750 RPM)
  • 6-napainen moottori: 1200 RPM synkroninen (todellinen ~1170 RPM)
  • 8-napainen moottori: 900 RPM synkroninen (todellinen ~875 RPM)

50 Hz:n järjestelmille

  • 2-napainen moottori: 3000 RPM synkroninen (todellinen ~2950 RPM)
  • 4-napainen moottori: 1500 RPM synkroninen (todellinen ~1450 RPM)
  • 6-napainen moottori: 1000 RPM synkroninen (todellinen ~970 RPM)
  • 8-napainen moottori: 750 RPM synkroninen (todellinen ~730 RPM)

Liukastumistaajuus

Synkronisen ja todellisen nopeuden välinen ero:

  • Luistotaajuus (fs) = (Nsynkronointi – Ntodellinen) / 60
  • Tyypillinen luisto: 1-5% synkronista nopeutta
  • Luistotaajuus tyypillisesti 1-3 Hz
  • Kuormasta riippuva: luisto kasvaa kuormituksen myötä
  • Tärkeää roottorin sähkövikojen diagnosoinnissa

Sähkömagneettiset värähtelykomponentit

2× Linjataajuus (tärkein)

Hallitseva sähkömagneettinen värähtelykomponentti:

  • 60 Hz:n järjestelmät: 2 × 60 = 120 Hz:n värähtelykomponentti
  • 50 Hz:n järjestelmät: 2 × 50 = 100 Hz:n värähtelykomponentti
  • Aiheuttaa: Staattorin ja roottorin väliset magneettiset voimat sykkivät kaksinkertaisella verkkotaajuudella
  • Aina läsnä: Kaikkien vaihtovirtamoottoreiden normaali ominaisuus (normaali matala amplitudi)
  • Kohonnut amplitudi: Ilmaisee staattoriongelmia, ilmaraongelmia tai magneettista epätasapainoa

Linjataajuus (1 × f)

  • 50 Hz:n tai 60 Hz:n komponentti
  • Yleensä pienempi amplitudi kuin 2 × f
  • Voi ilmaista syöttöjännitteen epätasapainon
  • Voi ilmetä staattorikäämitysvikojen yhteydessä

Korkeammat harmoniset

  • 4×f, 6×f jne. (240 Hz, 360 Hz 60 Hz:n järjestelmille)
  • Voi viitata käämitysongelmiin tai ydinlaminointiin
  • Tyypillisesti matala amplitudi terveissä moottoreissa

Diagnostinen merkitys

Normaali 2×f-amplitudi

  • Tyypillisesti < 10% 1× (ajonopeus) tärinää
  • Suhteellisen vakio ajan kuluessa
  • Läsnä kaikkiin suuntiin, mutta usein voimakkain säteittäisesti

Kohonnut 2×f osoittaa ongelmia

Staattorin käämitysongelmat

  • Käännökset käännökseltä oikosulut, vaihe-epätasapaino
  • 2×f amplitudi kasvaa ajan myötä
  • Voi liittyä lämpötilan nousuun
  • Vaiheiden välillä mitattavissa oleva virran epätasapaino

Ilmaraon epäkeskisyys

  • Epätasainen ilmarako roottorin epäkeskisyyden tai laakerin kulumisen vuoksi
  • Luo epätasapainoisen magneettisen vetovoiman
  • 2×f ja napapäästötaajuudet korotettuina
  • Mekaanisten ja sähkömagneettisten vaikutusten yhdistelmä

Pehmeä jalan tai rungon resonanssi

  • Jos moottorin rungon ominaistaajuus on lähellä 2×f
  • Rakenteellinen resonanssi vahvistaa sähkömagneettista värähtelyä
  • Rungon tärinä paljon suurempi kuin laakerin tärinä
  • Korjattavissa rakenteellisella jäykistyksellä tai rungon vaimentamalla

Taajuusmuuttajat (VFD)

VFD-vaikutukset sähkötaajuuteen

  • VFD:t luovat vaihtelevan lähtötaajuuden (tyypillisesti 0–120 Hz)
  • Moottorin nopeus verrannollinen taajuusmuuttajan lähtötaajuuteen
  • Kaikki sähkömagneettiset taajuudet skaalautuvat taajuusmuuttajan lähtötaajuuden mukaan
  • PWM-kytkentä luo lisää korkeataajuisia komponentteja

VFD-spesifiset tärinäongelmat

  • Vaihtotaajuudet: PWM-kytkennästä tulevat kHz-alueen komponentit
  • Laakerivirrat: Korkeataajuiset virrat voivat vahingoittaa laakereita
  • Vääntövärähtely: Vääntömomentin pulssit eri taajuuksilla
  • Resonanssiheräte: Muuttuva nopeus voi pyyhkäistä resonanssien läpi

Käytännön diagnoosiesimerkkejä

Tapaus 1: Voimakas 2×f-tärinä

  • Oire: 4-napainen, 60 Hz:n moottori (1750 RPM) ja 120 Hz:n tärinä = 6 mm/s
  • Analyysi: 120 Hz paljon korkeampi kuin 1× ajonopeuden värähtely (2 mm/s)
  • Diagnoosi: Staattorin käämitysongelma tai ilmavälin epäkeskisyys
  • Vahvistus: Lämpökuvaus näyttää kuuman pisteen staattorissa, virran epätasapaino mitattu
  • Toiminto: Kelaa moottori takaisin tai vaihda se

Tapaus 2: Sivukaistat juoksunopeuden ympärillä

  • Oire: Huiput taajuudella 1 × ± 2 Hz (liukumistaajuus)
  • Diagnoosi: Rikkoutuneet roottorin palkit
  • Vahvistus: MCSA näyttää saman sivukaistakuvion virrassa
  • Eteneminen: Seuraa amplitudin kasvua suunnitellaksesi korvaavan

Seurannan parhaat käytännöt

Spektrianalyysin asetukset

  • Varmista, että Fmax (suurin taajuus) on > 500 Hz, jotta 2×f ja harmoniset yliaallot voidaan tallentaa.
  • Riittävä resoluutio erottamaan lähekkäin sijaitsevat sivukaistat (< 0,5 Hz:n resoluutio luistotaajuusanalyysille)
  • Mittaa useisiin suuntiin (vaakasuora, pystysuora, aksiaalinen)

Perustason perustaminen

  • Tallenna 2×f-amplitudi, kun moottori on uusi tai vastakäämitty
  • Määritä normaalit tasot kullekin moottorityypille laitoksessa
  • Aseta hälytysrajat (yleensä 2–3 × perusviiva arvolle 2 × f)

Trendiparametrit

  • 2× linjataajuuden amplitudi ja trendi
  • Napapäästötaajuuskomponentit
  • Sivukaistojen amplitudit ja kuviot
  • Kokonaisvärähtelytasot
  • Laakerien kunnon ilmaisimet

Sähkötaajuus on olennainen osa vaihtovirtamoottorin toiminnan ja diagnostiikan ymmärtämistä. Verkkotaajuuskomponenttien (erityisesti 2×f) tunnistaminen värähtelyspektreissä ja niiden suhteen ymmärtäminen sähkömagneettisiin ilmiöihin mahdollistaa mekaanisten ja sähköisten moottorivikojen erottamisen toisistaan, mikä ohjaa asianmukaisia diagnostisia ja korjaavia toimenpiteitä.

← Takaisin päähakemistoon

Luokat:
WhatsApp