मोटरों में विद्युत आवृत्ति को समझना
विद्युत आवृत्ति — लाइन आवृत्ति, मेन्स आवृत्ति या विद्युत आवृत्ति भी कहलाती है — यह विद्युत मोटर्स और अन्य विद्युत उपकरणों को दी जाने वाली प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति है। दो मानक विश्वव्यापी प्रभुत्वशाली हैं: उत्तरी अमेरिका, दक्षिण अमेरिका के कुछ भाग और कुछ एशियाई देशों में 60 Hz, और यूरोप, एशिया के अधिकांश भाग, अफ्रीका और ऑस्ट्रेलिया में 50 Hz। यह एकल संख्या आपूर्ति पर हर AC मोटर की समकालिक गति निर्धारित करती है और विद्युत चुम्बकीय बलों का एक परिवार उत्पन्न करती है — और इसलिए कंपन घटक — लाइन आवृत्ति के गुणकों पर।
मोटर में कंपन विश्लेषण, लाइन आवृत्ति और इसके हार्मोनिक्स, विशेष रूप से दो बार लाइन आवृत्ति (2×f), विद्युत चुम्बकीय समस्याओं, स्टेटर दोषों और वायु-अंतराल असमानताओं के लिए मुख्य नैदानिक संकेतक हैं। उन्हें सही तरीके से पढ़ना ही है जो एक विश्लेषक को एक ही में विद्युत दोष को यांत्रिक दोष से अलग बताने देता है। स्पेक्ट्रम.
1. मोटर गति से संबंध
तुल्यकालिक गति
एक AC प्रेरण मोटर के लिए, घूर्णन चुम्बकीय क्षेत्र की समकालिक गति लाइन आवृत्ति और ध्रुवों की संख्या द्वारा निर्धारित की जाती है:
एनसाथ-साथ करना = (120 × f) / P — जहाँ Nसाथ-साथ करना समकालिक गति RPM में है, f Hz में विद्युत आवृत्ति है, और P ध्रुवों की संख्या है।
The actual परिचालन गति हमेशा समकालिक से थोड़ा कम होता है क्योंकि एक प्रेरण रोटर को टॉर्क विकसित करने के लिए फिसलना चाहिए।
सामान्य मोटर गति
On a 60 हर्ट्ज़ आपूर्ति के लिए समकालिक गति 2-ध्रुव मोटर के लिए 3600 RPM हैं (सेवा में लगभग 3550 RPM), 4-ध्रुव के लिए 1800 RPM (लगभग 1750 RPM), 6-ध्रुव के लिए 1200 RPM (लगभग 1170 RPM) और 8-ध्रुव के लिए 900 RPM (लगभग 875 RPM)। एक 50 हर्ट्ज़ आपूर्ति के लिए समान ध्रुव गणना 3000 RPM (लगभग 2950 RPM वास्तविक), 1500 RPM (लगभग 1450), 1000 RPM (लगभग 970) और 750 RPM (लगभग 730) देते हैं। मोटर फिसलन और वास्तविक RPM कैलकुलेटर एक नेमप्लेट और एक मापी गई गति को सीधे इन आंकड़ों में बदलता है।
स्लिप आवृत्ति
समकालिक और वास्तविक गति के बीच का अंतर परिभाषित करता है स्लिप आवृत्ति:
एफs बराबर (एनसाथ-साथ करना − एनवास्तविक) / 60
- विशिष्ट फिसलन समकालिक गति का 1–5% चलता है।
- परिणामी फिसलन आवृत्ति आमतौर पर केवल 1–3 Hz होती है।
- यह भार-निर्भर है — जैसे ही मोटर कड़ी मेहनत करती है, फिसलन बढ़ जाती है।
- यह रोटर विद्युत दोषों का निदान करने के लिए केंद्रीय है, क्योंकि रोटर-बार दोष ध्रुव-पास आवृत्ति पर कंपन को मॉड्यूलेट करते हैं, जो ध्रुवों की संख्या से गुणा की गई फिसलन है।
2. विद्युत चुंबकीय कंपन घटक
दो बार लाइन आवृत्ति (प्रमुख घटक)
सबसे महत्वपूर्ण विद्युत चुंबकीय घटक 2×f पर स्थित होता है — 60 Hz आपूर्ति पर 120 Hz, 50 Hz आपूर्ति पर 100 Hz। यह इसलिए होता है क्योंकि स्टेटर और रोटर के बीच चुंबकीय आकर्षण प्रत्येक विद्युत चक्र में दो बार स्पंदित होता है। हर AC मोटर में एक छोटी मात्रा सामान्य है, इसलिए इसकी मात्र उपस्थिति एक खराबी नहीं है; हालांकि, एक ऊंचा और बढ़ता हुआ 2×f, इंगित करता है स्टेटर समस्याएं, an uneven वायु अंतराल, या चुंबकीय असंतुलन।
लाइन आवृत्ति (1×f)
लाइन आवृत्ति पर एक घटक — 50 या 60 Hz — आमतौर पर 2×f की तुलना में कम amplitude का होता है। यह विद्युत आपूर्ति के वोल्टेज असंतुलन को प्रकट कर सकता है और स्टेटर-वाइंडिंग खराबियों के साथ हो सकता है।
उच्च हार्मोनिक्स
4×f, 6×f और उससे आगे के घटक (60 Hz प्रणाली पर 240 Hz, 360 Hz) आमतौर पर एक स्वस्थ मोटर में कम होते हैं। जब ये बढ़ते हैं तो वे वाइंडिंग समस्याओं या कोर-लैमिनेशन मुद्दों को इंगित कर सकते हैं।
3. निदान महत्व
सामान्य 2×f आयाम
एक अच्छी मोटर में 2×f घटक आमतौर पर 1× दौड़ने की गति स्तर का लगभग 10% से कम होता है, समय के साथ अपेक्षाकृत स्थिर रहता है, और सभी दिशाओं में प्रकट होता है हालांकि अक्सर रेडियली सबसे मजबूत होता है। उस सामान्य स्तर को स्थापित करना ही एक बाद की वृद्धि को सार्थक बनाता है।
ऊंचा 2×f और इसका अर्थ
- स्टेटर वाइंडिंग समस्याएँ: टर्न-टू-टर्न शॉर्ट्स या फेज असंतुलन समय के साथ 2×f को ऊपर धकेलते हैं, अक्सर तापमान वृद्धि और चरणों के बीच औसत करने योग्य वर्तमान असंतुलन के साथ।
- एयर-गैप विलक्षणता: रोटर से एक गैर-समान अंतराल सनक या गिरावट असंतुलित बनाता है चुंबकीय खिंचाव, 2×f और ध्रुव-पास आवृत्तियाँ को एक साथ बढ़ाता है — यांत्रिक और विद्युत चुंबकीय प्रभावों का मिश्रण।
- नरम पैर या फ्रेम अनुनाद: if a नरम पैर या फ्रेम’s प्राकृतिक आवृत्ति lies near 2×f, संरचनात्मक अनुनाद विद्युत चुंबकीय कंपन को बढ़ाता है; फ्रेम कंपन तब बेयरिंग कंपन से कहीं अधिक हो जाता है, और इलाज संरचनात्मक कठोरता या अतिरिक्त डैम्पिंग है।
4. परिवर्तनशील-आवृत्ति ड्राइव्स
एक VFD जानबूझकर आउटपुट आवृत्ति को बदलता है — आमतौर पर 0–120 Hz — और मोटर की गति इसके अनुसार चलती है, इसलिए 2×f और pole-pass घटकों सहित हर विद्युत चुंबकीय आवृत्ति, VFD आउटपुट के साथ मापी जाती है न कि एक निश्चित 50 या 60 Hz पर। कि गतिशीलता कंपन के लिए व्यावहारिक परिणाम है:
- स्विचिंग आवृत्तियाँ: PWM वाहक मौलिक के शीर्ष पर kHz-range घटकों को इंजेक्ट करता है।
- असर धाराएँ: उच्च-आवृत्ति धाराएं बेयरिंग को पिट और फ्लूट कर सकती हैं यदि शाफ्ट को ठीक से ग्राउंड नहीं किया गया है।
- मरोड़ कंपन: टॉर्क पल्सेशन विभिन्न आवृत्तियों पर दिखाई देते हैं।
- अनुनाद उत्तेजना: एक स्वैप्ट वेरिएबल स्पीड संरचनात्मक resonances से गुजर सकता है और अस्थायी रूप से कंपन को बढ़ा सकता है।
5. व्यावहारिक निदान उदाहरण
केस 1 — उच्च 2×f कंपन
एक 4-पोल 60 Hz मोटर जो लगभग 1750 RPM पर चल रही है, 6 mm/s पर 120 Hz घटक दिखाती है, जो इसके 1× रनिंग-स्पीड स्तर (लगभग 2 mm/s) से बहुत अधिक है। क्योंकि ऊर्जा रनिंग स्पीड के बजाय लाइन फ्रीक्वेंसी से दोगुनी पर केंद्रित है, संकेत स्टेटर-वाइंडिंग समस्या या एयर-गैप विकेंद्रता है न कि यांत्रिक। असंतुलित होनाथर्मल इमेजिंग तब स्टेटर में एक हॉट स्पॉट प्रकट करती है और फेजों के बीच करंट असंतुलन मापा जाता है, निदान की पुष्टि करते हुए; सुधारात्मक कार्य मोटर को रीवाइंड या बदलना है।
केस 2 — चलने वाली गति के चारों ओर साइडबैंड्स
पीक्स 1× ± स्लिप-संबंधित रिक्ति (कुछ Hz) पर दिखाई देते हैं, जो निम्नलिखित का पाठ्यपुस्तक हस्ताक्षर है टूटे हुए रोटर बारमोटर करंट सिग्नेचर विश्लेषण सप्लाई करंट में समान पैटर्न दिखाता है, और समय के साथ साइडबैंड आयाम को ट्रैक करना प्रतिस्थापन की योजना बनाने के लिए लीड टाइम देता है। दोनों मामले निम्नलिखित के व्यापक परिवार में आते हैं साइडबैंड कि कंपन विश्लेषण यांत्रिक समस्याओं से अलग करने के लिए अच्छी तरह से तैनात है। विद्युत दोष 6. निगरानी सर्वोत्तम प्रथाएं
6. निगरानी सर्वश्रेष्ठ प्रथाएं
Spectrum setup
अधिकतम फ्रीक्वेंसी 500 Hz से अधिक सेट करें ताकि विश्लेषण 2×f और इसके हार्मोनिक्स को कैप्चर करे, और स्लिप-फ्रीक्वेंसी कार्य के लिए लगभग 0.5 Hz से बेहतर रिज़ॉल्यूशन - निकटता से स्पेस किए गए साइडबैंड को अलग करने के लिए पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन चुनें। क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर और अक्षीय रूप से मापें, क्योंकि विद्युत चुंबकीय और यांत्रिक घटक दिशाओं के बीच अलग-अलग वितरित होते हैं।
बेसलाइन और प्रवृत्ति
जब मोटर नई हो या ताजी रीवाइंडिंग के बाद 2×f आयाम रिकॉर्ड करें, सुविधा में प्रत्येक मोटर प्रकार के लिए सामान्य स्तर स्थापित करें, और अलार्म सीमाएं सेट करें - आमतौर पर दो से तीन गुना आधारभूत 2×f के लिए। फिर उन पैरामीटर को ट्रेंड करें जो महत्वपूर्ण हैं: 2× लाइन-फ्रीक्वेंसी आयाम, पोल-पास घटक, साइडबैंड आयाम और पैटर्न, समग्र कंपन स्तर, और सामान्य बेयरिंग-कंडीशन संकेतक। उन मानों को समय के साथ कैसे बढ़ते हुए देखना, अनुशासित के माध्यम से प्रवृत्ति विश्लेषणएकल स्पेक्ट्रम को प्रारंभिक चेतावनी में परिवर्तित करता है।
7. फील्ड में इसे मापना
विद्युत सिग्नेचर को यांत्रिक से अलग करना मशीन पर आयाम, फ्रीक्वेंसी और का स्वच्छ मापन से शुरू होता है चरण मशीन पर। एक पोर्टेबल दो-चैनल उपकरण जैसे कि बैलेनसेट-1a FFT स्पेक्ट्रम और सिंक्रोनस रेफरेंस को कैप्चर करता है जो इन घटकों को चलाने की गति और इसकी हार्मोनिक्स के विरुद्ध सटीक रूप से रखने में सहायता करता है, यह पुष्टि करने में मदद करता है कि 100 या 120 Hz के पास एक शिखर विद्युत चुंबकीय है या केवल एक संरचनात्मक प्रतिक्रिया है। और एक बार विद्युत कारण को खारिज कर दिया गया है और अवशिष्ट असंतुलित होना 1× कंपन के वास्तविक ड्राइवर के रूप में पहचाना जाता है, तो वही उपकरण प्रदर्शन करता है क्षेत्र संतुलन जो इसे सुधारता है — विद्युत पंक्ति आवृत्ति ज्ञान को सीधे दुकान के फर्श पर कार्यान्वित करना।
विद्युत आवृत्ति एक AC मोटर कैसे चलती है और कैसे विफल होती है इसे समझने के लिए मौलिक है। कंपन स्पेक्ट्रम में विद्युत पंक्ति-आवृत्ति घटकों को पहचानना — विशेष रूप से 2×f — और उनके पीछे की विद्युत चुंबकीय घटनाओं को जानना, एक विश्लेषक को यांत्रिक और विद्युत दोषों के बीच महत्वपूर्ण अंतर खींचने और सही निदान और सुधारात्मक कार्रवाई को निर्दिष्ट करने देता है।
