Nyquist-kuvaajan (polaarikuvaajan) ymmärtäminen

Määritelmä: Mikä on Nyquistin juoni?

A Nyquistin juoni, joka tunnetaan myös yleisesti nimellä napa-alue värähtelyanalyysin alalla on kuvaaja, jota käytetään värähtelyvektorin muuttuvien ominaisuuksien esittämiseen polaarikoordinaatistossa. Toisin kuin Bode-juoni, joka näyttää amplitudin ja vaiheen kahdella erillisellä karteesisella kuvaajalla, Nyquist-kuvaaja yhdistää ne yhdeksi kuvaajaksi.

• The etäisyys lähtöpisteestä (keskipisteestä) kuvaajasta edustaa värähtelyn amplitudia.
• The kulma juonen ympärillä edustaa värähtelyn vaihekulmaa.

Kaavio jäljittää 1X (synkronisen) värähtelyvektorin kärjen kulkua koneen nopeuden muuttuessa, tyypillisesti käynnistyksen tai sammutuksen aikana. Nopeus ilmaistaan usein muuttuvilla väreillä tai symboleilla piirretyllä viivalla.

Miksi Nyquistin juoni on tärkeä?

Nyquist-kuvaaja tarjoaa ainutlaatuisen ja tehokkaan tavan visualisoida koneen dynaaminen vaste. Sen ensisijainen käyttötarkoitus on, kuten Bode-kuvaajankin, koneen dynaamisen vasteen tunnistaminen ja analysointi. kriittiset nopeudet (resonanssit).

Klassinen kriittisen nopeuden indikaattori Nyquist-kuvaajassa on a silmukkaKun koneen nopeus lähestyy ominaistaajuutta, värähtelyn amplitudi kasvaa, jolloin käyrä siirtyy poispäin origosta. Kun nopeus ohittaa kriittisen nopeuden, vaihe muuttuu 180 astetta, mikä saa vektorin kärjen pyyhkäisemään ympäri ja muodostamaan ympyrän tai silmukan. Suurimman amplitudin piste on silmukan yläosa, ja kriittinen nopeus itsessään on silmukan 90 asteen vaihesiirtopisteessä.

Nyquist-juonen tulkinta

Silmukan muoto, koko ja suunta Nyquist-kuvaajassa voivat paljastaa yksityiskohtaista tietoa roottorin kunnosta ja dynaamisista ominaisuuksista:

• Vaimennus: Silmukan halkaisija on kääntäen verrannollinen järjestelmän vaimennukseen. Suuri, hyvin muodostunut ympyrä osoittaa pientä vaimennusta (korkea vahvistus), kun taas pieni, tiivis silmukka osoittaa hyvin vaimennettua järjestelmää.
• Anisotropia (jaetut kriittiset arvot): Jos roottorijärjestelmällä on erilainen jäykkyys vaaka- ja pystysuunnassa, kuvaajassa voi näkyä kaksi erillistä, päällekkäistä silmukkaa, mikä osoittaa selvästi "jaetun kriittisen tilan".
• Raskaan pisteen sijainti: Silmukan suunta voi auttaa määrittämään roottorin raskaan kohdan (epätasapainon) sijainnin suhteessa akselin vaihereferenssimerkkiin.
• Järjestelmämuutokset: Nyquist-kuvaajien vertailu ajan kuluessa voi paljastaa muutoksia koneen kunnossa. Silmukan koon tai muodon muutos osoittaa vaimennuksen tai jäykkyyden muutosta, jonka voivat aiheuttaa esimerkiksi haljennut roottori, löysä perustus tai laakerin ominaisuuksien muutokset.
• Tasapainottaminen: Kaaviota käytetään edistyneessä joustavassa roottorin tasapainotuksessa. Tarkkailemalla kaavion muutosta koepainon lisäämisen jälkeen analyytikko voi määrittää vaikutuskertoimet, joita tarvitaan oikean tasapainotusratkaisun laskemiseksi.

Nyquist-kuvaaja vs. Bode-kuvaaja

Nyquist- ja Bode-kuvaajat näyttävät täsmälleen saman datan (1X amplitudi ja vaihe vs. nopeus), mutta eri muodoissa. Valinta niiden välillä riippuu usein analyytikoiden mieltymyksistä ja siitä, mitä ominaisuutta he haluavat korostaa.

• Bode-juoni: Parempi huippuamplitudin tarkan kierrosluvun ja 180 asteen vaihesiirron tarkkojen alku- ja loppupisteiden selkeään näkemiseen. Nopeusakseli on lineaarinen ja helppo lukea.
• Nyquistin juoni: Parempi kokonaisdynaamisen vasteen visualisointiin yhdessä näkymässä. Se on erinomainen vaimennuksen määrän (silmukan koon) näyttämisessä ja päällekkäisten silmukoiden tunnistamisessa intuitiivisemmin kuin Bode-kuvaaja.

Useimmat nykyaikaiset värähtelyanalyysiohjelmistot pystyvät näyttämään molemmat kuvaajatyypit, ja kokeneet analyytikot käyttävät niitä usein yhdessä kattavan diagnoosin tekemiseksi.

← Takaisin päähakemistoon