הבנת הולוסספקטרום
הגדרה: מהו הולוספקטרום?
הולוספקטרום (נקרא גם ספקטרום מלא) היא טכניקת ניתוח תדרים מתקדמת ב דינמיקת הרוטור שמעבד X ו-Y בו זמנית (אופקי ואנכי) רֶטֶט מדידות להפרדת תנועת הציר לרכיבי פרצסיה קדימה (המקפים באותו כיוון כמו הסיבוב) ורכיבי פרצסיה אחורה (המקפים בכיוון ההפוך לסיבוב). בניגוד למדידות קונבנציונליות ספקטרום אשר מציגים רק את גודל הרטט, הולספקטרום מציג גם תדרים חיוביים (קדימה) וגם תדרים שליליים (אחורה), ומספק מידע מלא על כיוון תנועת מסלול הרוטור, קריטי לאבחון חוסר יציבות, זיהוי רטט מאולץ לעומת רטט עירור עצמי, ואפיון התנהגות דינמית של הרוטור.
הולוספקטרום משמש בעיקר עם גשש קרבה מדידות (זוגות XY) על טורבו-מכונות קריטיות, וחושפות תופעות בלתי נראות בספקטרום סטנדרטי של ציר יחיד. זהו כלי אבחון ברמת מומחה עבור מומחי דינמיקת רוטורים, המטפלים בבעיות רטט מורכבות בטורבינות, מדחסים וגנרטורים.
בסיס תיאורטי
פרצסיה קדימה לעומת פרצסיה אחורה
- פרצסיה קדימה: מרכז הציר מסתובב באותו כיוון כמו סיבוב הציר (הכי נפוץ)
- פרצסיה לאחור: מסלולי הציר הפוכים לכיוון הסיבוב (מצביעים על בעיות ספציפיות)
- מַשְׁמָעוּת: הכיוון מציין מנגנון עירור וסוג התקלה
מגבלת ספקטרום סטנדרטית
- FFT חד-צירי אינו יכול להבחין קדימה מאחורה
- שניהם מופיעים כרכיב תדר זהה
- מידע על הכיוון אבד
- עמימות בפרשנות
פתרון הולוספקטרום
- מעבד מדידות XY יחד
- מפריד מתמטית בין רכיבים כיווניים
- קדימה: תדרים חיוביים
- אחורה: תדרים שליליים
- אפיון תנועת הרוטור המלא
יישומים ואבחון
אבחון חוסר יציבות
- מערבולת שמן/קצפת: מופיע בתדרים שליליים (בתחילה פרצסיה לאחור)
- מערבולת קיטור: רכיב לאחור תת-סינכרוני
- הִזדַהוּת: Holospectrum מזהה באופן מיידי חוסר יציבות לעומת חוסר איזון
רטט מאולץ לעומת רטט עירור עצמי
- חוסר איזון (כפוי): רכיב קדימה חזק ב-1×, אחורה מינימלי
- חוסר יציבות (עירור עצמי): רכיב משמעותי לאחור
- הַבחָנָה: ברור בהולוספקטרום, דו משמעי בספקטרום סטנדרטי
גילוי שפשוף רוטור
- שפשוף יוצר לעיתים קרובות רכיבים הפוכים
- כוחות חיכוך מניעים פרצסיה הפוכה
- הולוספקטרום מגלה תנועה לאחור הקשורה לשפשוף
אפקטים גירוסקופיים
- מצבי סיבוב קדימה ואחורה נפרדים בתדרים שונים
- Holospectrum מציג בבירור את שני המצבים
- מאמת מודלים דינמיים של הרוטור
דרישות נתונים
זוג מדידות XY
- נדרשות שתי מדידות רטט אנכיות
- בדרך כלל מזוג גששי קרבה XY
- חייב להיות במרחק של 90 מעלות זה מזה מבחינה מרחבית
- דגימה מסונכרנת חיונית
שלב יחסי
- קשר ריבועי בין X ו-Y מאפשר קביעת כיוון
- X מוביל את Y ב-90° קדימה
- X מפגר אחרי Y ב-90° אחורה
- דיוק פאזה קריטי
פֵּשֶׁר
תצוגת הולוספקטרום
- ציר אופקי: תדר (חיובי עבור קדימה, שלילי עבור אחורה)
- ציר אנכי: מִשׂרַעַת
- מרכז אפס: תדירות אפס במרכז הגרף
- יָמִין: רכיבי פרצסיה קדימה (+1×, +2× וכו')
- צד שמאל: רכיבי פרצסיה לאחור (-1×, -2× וכו')
דפוסים אופייניים
רוטור בריא
- רכיב קדימה גדול ב-+1× (חוסר איזון)
- רכיבים קטנים או ללא רכיבים לאחור
- מציין רטט מאולץ רגיל
מערבולת שמן
- רכיב משמעותי בתדר תת-סינכרוני שלילי
- דוגמה: -0.45× (אחורה במהירות הרוטור 45%)
- אבחון לחוסר יציבות הנגרמת על ידי מיסבים
חוסר יישור
- רכיב חזק של +2× קדימה
- מינימלי לאחור
- מאשר רטט מאולץ כתוצאה מחוסר יישור
יתרונות
בהירות אבחון
- מבחין באופן מיידי בחוסר יציבות מחוסר איזון
- מזהה מצבי שפשוף של הרוטור
- מאפיין תנועת רוטור מורכבת
- מפחית עמימות אבחנתית
שְׁלֵמוּת
- מידע מלא על תנועה מסלולית
- אין אובדן מידע (לעומת ניתוח חד-צירי)
- תמונה דינמית מלאה של הרוטור
מגבלות
דורש מדידות XY
- לא רלוונטי לנתונים בעלי ציר יחיד
- דורש זוגות של גששי קרבה או מדי תאוצה מסונכרנים
- מכשור יקר יותר
מוּרכָּבוּת
- מורכב יותר מספקטרום סטנדרטי
- דורש הבנה של מושגי פרצזיה
- פרשנות דורשת מומחיות
- לא טכניקת ניתוח שגרתית
יישום מוגבל
- בעיקר לבעיות דינמיקה של הרוטור
- פחות שימושי עבור פגמי מיסבים, גלגלי שיניים
- כלי ייעודי, לא לשימוש כללי
מתי להשתמש בהולוספקטרום
מקרים מתאימים
- חשד לחוסר יציבות של הרוטור
- חקירת רטט תת-סינכרוני
- אבחון שפשוף
- פתרון בעיות קריטיות בטורבו-מכונות
- אימות דינמיקת הרוטור
לא נחוץ עבור
- חוסר איזון או חוסר יישור שגרתי
- ניתוח פגמי מיסב
- מדידות חד-ציריות
- סקרי מכונות כלליים
ניתוח הולספקטרום הוא טכניקת אבחון דינמיקה מתקדמת של הרוטור, המספקת אפיון מלא של תנועה מסלולית על ידי הפרדת רכיבי פרצסיה קדימה ואחורה. למרות שהוא דורש מדידות XY מיוחדות ומומחיות, הולספקטרום מספק תובנות אבחון ייחודיות - במיוחד עבור אי יציבות ושפשופים - שאינן ניתנות להשגה מניתוח ספקטרלי קונבנציונלי בעל ציר יחיד, מה שהופך אותו לכלי חיוני לניתוח מקצועי של בעיות דינמיות מורכבות של הרוטור במכונות טורבו קריטיות.