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Qu'est-ce que la fréquence de passage des barres du moteur ? Diagnostic des encoches du rotor

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Comprendre la fréquence de passage de la barre motrice

Définition : Qu'est-ce que la fréquence de passage de la barre motrice ?

Fréquence de passage de la barre motrice (également appelée fréquence de passage des barres rotoriques, fréquence d'encoches rotoriques ou simplement fréquence de passage des barres) est la fréquence à laquelle les barres rotoriques d'un moteur à induction à cage d'écureuil passent devant les encoches ou les enroulements statoriques. Elle est calculée en multipliant le nombre de barres rotoriques par la fréquence de rotation du rotor (Fréquence de passage des barres = Nombre de barres rotoriques × tr/min / 60). Cette fréquence est généralement comprise entre 200 et 2 000 Hz, selon la taille et la vitesse du moteur.

Bien qu'il s'agisse normalement d'un composant de faible amplitude dans le moteur vibration Dans les spectres, une fréquence de passage de barre élevée peut indiquer une excentricité rotor-stator, des problèmes d'entrefer ou des irrégularités électromagnétiques. Elle est distincte de défauts de la barre du rotor, qui produisent des bandes latérales à la fréquence de glissement plutôt qu'à la fréquence de passage de la barre elle-même.

Calcul

Formule

  • RBPF = Nb × N / 60
  • Où RBPF = Fréquence de passage de la barre du rotor (Hz)
  • Nb = Nombre de barres du rotor
  • N = Vitesse du rotor (tr/min)

Valeurs typiques

Exemple de petit moteur

  • Nombre de barres de rotor : 28
  • Vitesse : 1750 tr/min
  • RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz

Exemple de gros moteur

  • Nombre de barres de rotor : 56
  • Vitesse : 3550 tr/min
  • RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz

Trouver le nombre de barres

  • Consultez la plaque signalétique du moteur ou les données du fabricant
  • Comptage visuel (si rotor accessible)
  • Identifier à partir du pic du spectre de vibration
  • Plage typique : 16 à 80 bars selon la taille du moteur et les pôles

Mécanisme physique

Interaction rotor-stator

La fréquence de passage des barres résulte de l'interaction magnétique :

  1. Les barres de rotor transportant du courant créent des perturbations locales du champ magnétique
  2. Lorsque le rotor tourne, chaque barre passe par les fentes du stator en séquence
  3. La réluctance magnétique varie lorsque les barres s'alignent ou passent entre les dents du stator
  4. Crée une petite force électromagnétique pulsée
  5. Fréquence de pulsation de force = taux de passage de la barre du rotor

Entrefer uniforme et non uniforme

  • Entrefer uniforme : Les effets s'annulent en grande partie, faible amplitude RBPF
  • Rotor excentrique : Interaction asymétrique, amplitude RBPF élevée
  • Valeur diagnostique : L'amplitude RBPF indique l'uniformité de l'entrefer

Importance diagnostique

État normal

  • Pic RBPF présent mais de très faible amplitude (< 0,5 mm/s)
  • Peut être à peine visible au-dessus du niveau de bruit
  • Aucune bande latérale autour de RBPF
  • Indique un entrefer uniforme et une bonne concentricité rotor-stator

Un RBPF élevé indique

Excentricité de l'entrefer

  • Rotor décentré dans l'alésage du stator
  • L'amplitude du RBPF augmente
  • Peut avoir des bandes latérales à ±1× la vitesse de défilement
  • Similaire à fréquence de passage des pôles élévation

Désalignement rotor-stator

  • L'axe du rotor n'est pas parallèle à l'axe du stator
  • L'entrefer varie le long de la longueur axiale
  • RBPF et harmoniques élevés

Barres de rotor cassées ou endommagées

  • Modèle de diagnostic différent de celui du RBPF lui-même
  • Crée des bandes latérales autour de 1× à un espacement de fréquence de glissement
  • Voir défauts de la barre du rotor pour plus de détails

Différenciation des autres fréquences

RBPF vs. Fréquences de roulement

  • RBPF : Généralement 200-3000 Hz, selon la conception du moteur
  • Fréquences de roulement : Généralement 50 à 500 Hz pour les roulements de moteur
  • Distinction: Calculez les deux et comparez-les aux pics observés
  • Chevauchement possible : Les gros moteurs peuvent avoir une plage de fréquences de roulement RBPF chevauchant

RBPF vs. Fréquence des encoches du stator

  • Passage de fente du stator : Nombre d'encoches du stator × vitesse de fonctionnement (rarement significatif)
  • RBPF : Nombre de barres du rotor × vitesse de fonctionnement (plus fréquemment observé)
  • Tous deux présents : Dans certains moteurs, les deux peuvent être visibles

Application pratique

Quand surveiller le RBPF

  • Problèmes suspectés d'entrefer
  • Après le remplacement du roulement (vérifier le bon centrage du rotor)
  • Fréquence de ligne 2× élevée (peut être liée à l'excentricité)
  • Établissement de la ligne de base pour les moteurs neufs ou rebobinés
  • Vérification de la qualité après la réparation du moteur

Considérations relatives aux mesures

  • Nécessite une plage de fréquences adéquate (Fmax > 2× RBPF)
  • Des accéléromètres peuvent être nécessaires plutôt que des capteurs de vitesse pour les hautes fréquences
  • Mesure sur le châssis du moteur ou sur le boîtier de roulement
  • Comparer aux moteurs de référence ou similaires

Relation avec la détection de barre cassée

Alors que le RBPF lui-même indique des problèmes d'entrefer, les défauts de la barre du rotor créent une signature différente :

  • Défauts de la barre du rotor : Bandes latérales autour de 1× vitesse de course à ± fréquence de glissement
  • Problèmes du RBPF : Amplitude élevée au niveau du RBPF lui-même (nombre de barres × vitesse)
  • Les deux peuvent coexister : Excentricité ET barres cassées possibles simultanément
  • Analyse complète : Vérifiez les deux modèles pour un diagnostic moteur complet

La fréquence de passage des barres du moteur, bien que moins surveillée que les fréquences des roulements ou les signatures de défauts des barres du rotor, fournit des informations diagnostiques précieuses sur l'uniformité de l'entrefer et la concentricité rotor-stator. La compréhension du calcul et de la reconnaissance de la fréquence de passage des barres dans les spectres de vibrations complète le diagnostic pour l'évaluation de l'état des moteurs à induction.

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Catégories : GlossaireÉquilibrage du rotor
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