Outil d'ingénierie gratuit · #008
Calculateur de fréquence harmonique
Convertir les RPM en Hz et afficher les harmoniques de 1× à 20×. Essentiel pour l'analyse des vibrations et le diagnostic des machines.
Résultats
| Ordre (harmonique) | Fréquence (Hz) | CPM | Période (ms) |
|---|
Conversion RPM vers Hz
La fréquence fondamentale (ordre 1) en Hz est égale à la vitesse de rotation divisée par 60 :
Fréquences harmoniques
Chaque harmonique (ordre) est un multiple entier de la fréquence fondamentale :
où n est l'ordre harmonique (1, 2, 3, …).
Vitesse angulaire
Sources harmoniques courantes en vibration
| Ordre (harmonique) | Source commune |
|---|---|
| 1× | Balourd, arbre fléchi, excentricité |
| 2× | Désalignement (angulaire/parallèle), jeu |
| 3× | Désalignement (sévère), jeu |
| N× | Passage d'aube/de pale (N = nombre d'aubes) |
| Z× | Fréquence d'engrènement (Z = nombre de dents) |
| ½× | Tourbillon d'huile, frottement |
| 0,43× | Fouettement d'huile |
Exemple pratique
Compte tenu de ce qui précède : Vitesse = 3000 tr/min
1× = 3000 / 60 = 50 Hz (3000 CPM)
2× = 2 × 50 = 100 Hz (6000 CPM)
3× = 3 × 50 = 150 Hz (9000 CPM)
Période = 1 / 50 = 20 ms
ω = 2π × 50 = 314,16 rad/s
💡 Conseil : En analyse vibratoire, le spectre harmonique est un outil de diagnostic essentiel. Un balourd présente un pic dominant à la fréquence 1×, un défaut d'alignement un pic important à la fréquence 2× (et parfois 3×), et les défauts des paliers génèrent des fréquences non synchrones liées à la géométrie du palier.
Divisez simplement le régime en tr/min (RPM) par 60 :
Hz = RPM / 60
Par exemple : 3000 RPM / 60 = 50 Hz. Cela donne la fréquence fondamentale de rotation (1×).
Les harmoniques sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale (1×) :
- 1× = fondamentale = un événement par tour
- 2× = deuxième harmonique = deux événements par tour
- 3× = troisième harmonique = trois événements par tour
Différents défauts produisent des signatures harmoniques caractéristiques. Le balourd est principalement à 1×, le défaut de lignage présente un fort 2× et parfois 3×, et la fréquence de passage d'aubes vaut le nombre d'aubes × 1×.
La fréquence 1× (une fois par tour) est la composante vibratoire la plus fondamentale. Sources courantes à 1× :
- Balourd massique — la cause la plus fréquente
- Arbre fléchi (voilé) — génère du 1× accompagné d'une forte composante axiale
- Rotor excentré — machines électriques
- Résonance — si une fréquence propre coïncide avec 1×
La phase vibratoire à 1× est essentielle pour l'équilibrage — elle indique la direction du point lourd.
Les harmoniques d'ordre supérieur révèlent des défauts mécaniques spécifiques :
- 2× : Défaut de lignage (angulaire et parallèle), desserrage, arbre fissuré
- 3× et au-delà : Défaut de lignage sévère, jeu ou desserrage mécanique
- Passage d'aubes (N×) : Problèmes sur les aubes de roue ou pales de ventilateur
- Engrènement (Z×) : Défauts de denture d'engrenage
Le rapport entre les amplitudes des harmoniques et l'amplitude à 1× est un indicateur de diagnostic clé.
Hz (Hertz) = cycles par seconde. Unité de fréquence absolue.
CPM (Cycles Par Minute) = Hz × 60. Numériquement égal au régime en tr/min (RPM) pour l'ordre 1×.
Ordres (1×, 2×, ...) = multiples de la vitesse de rotation de l'arbre. Normalisés par rapport à la vitesse — ils restent constants quel que soit le régime (RPM).
Exemple à 3000 RPM : 1× = 50 Hz = 3000 CPM ; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Identifiez les harmoniques, diagnostiquez les défauts et équilibrez les rotors sur site grâce à nos analyseurs de vibrations professionnels et à nos systèmes d'équilibrage portables.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko est ingénieur en analyse vibratoire, ainsi que fondateur et PDG de Vibromera. Depuis plus de 15 ans, il équilibre des équipements rotatifs sur le terrain plutôt que sur banc d'essai : broyeurs, ventilateurs industriels, concasseurs, centrifugeuses, arbres et broches. C'est de ce travail que sont nés les instruments Balanset — conçus comme un outil qu'un spécialiste peut emporter jusqu'à la machine et utiliser seul, sur site, et non comme un équipement de laboratoire. Vibromera a été fondée en 2017 et est basée à Porto, au Portugal, depuis 2023. Le développement, l'assemblage et le support de la gamme Balanset se font ici. L'instrument phare est le Balanset-1A, un analyseur portable pour l'équilibrage à un et deux plans et pour le diagnostic vibratoire. Nikolai est personnellement impliqué dans le support client, dans le traitement des cas d'équilibrage difficiles et dans le développement du logiciel. Il travaille avec des clients du monde entier, dans toutes les langues.
