Što je električna frekvencija? Mrežna frekvencija u motorima • Prijenosni balanser, analizator vibracija "Balanset" za dinamičko balansiranje drobilica, ventilatora, malčera, puževa na kombajnima, osovina, centrifuga, turbina i mnogih drugih rotora Što je električna frekvencija? Mrežna frekvencija u motorima • Prijenosni balanser, analizator vibracija "Balanset" za dinamičko balansiranje drobilica, ventilatora, malčera, puževa na kombajnima, osovina, centrifuga, turbina i mnogih drugih rotora

Što je električna frekvencija? Mrežna frekvencija u motorima

Objavio/la admin na

Razumijevanje električne frekvencije u motorima

Definicija: Što je električna frekvencija?

Električna frekvencija (također se naziva mrežna frekvencija, frekvencija mreže ili frekvencija napajanja) je frekvencija izmjenične struje (AC) koja se dovodi do elektromotora i druge električne opreme. Dvije standardne električne frekvencije diljem svijeta su 60 Hz (Hertz) u Sjevernoj Americi, dijelovima Južne Amerike i nekim azijskim zemljama te 50 Hz u Europi, većem dijelu Azije, Afrike i Australije. Ova frekvencija određuje sinkronu brzinu AC motora i stvara karakteristične elektromagnetske sile i vibracija komponente na višekratnicima linijske frekvencije.

U motoru vibration analysis, električna frekvencija i njezini harmonici (posebno 2× mrežna frekvencija) važni su dijagnostički pokazatelji elektromagnetskih problema, problema sa statorom i nepravilnosti zračnog raspora.

Odnos prema brzini motora

Izračun sinkrone brzine

Za AC indukcijske motore, sinkrona brzina određena je električnom frekvencijom:

  • Nsinkronizacija = (120 × f) / P
  • Gdje je Nsinkronizacija = sinkrona brzina (o/min)
  • f = električna frekvencija (Hz)
  • P = broj polova u motoru

Uobičajene brzine motora

Za sustave od 60 Hz

  • 2-polni motor: 3600 okretaja u minuti sinkrono (stvarno ~3550 okretaja u minuti s proklizavanjem)
  • 4-polni motor: 1800 o/min sinkrono (stvarno ~1750 o/min)
  • 6-polni motor: 1200 o/min sinkrono (stvarno ~1170 o/min)
  • 8-polni motor: 900 o/min sinkrono (stvarno ~875 o/min)

Za sustave od 50 Hz

  • 2-polni motor: 3000 o/min sinkrono (stvarno ~2950 o/min)
  • 4-polni motor: 1500 o/min sinkrono (stvarno ~1450 o/min)
  • 6-polni motor: 1000 o/min sinkrono (stvarno ~970 o/min)
  • 8-polni motor: 750 o/min sinkrono (stvarno ~730 o/min)

Frekvencija klizanja

Razlika između sinkrone i stvarne brzine:

  • Frekvencija klizanja (fs) = (Nsinkronizacija – Nstvarni) / 60
  • Tipično klizanje: 1-5% sinkrone brzine
  • Frekvencija klizanja obično 1-3 Hz
  • Ovisno o opterećenju: klizanje se povećava s opterećenjem
  • Važno za dijagnosticiranje električnih kvarova rotora

Komponente elektromagnetskih vibracija

2× Frekvencija linije (najvažnija)

Dominantna elektromagnetska komponenta vibracije:

  • 60 Hz sustavi: 2 × 60 = 120 Hz komponenta vibracije
  • 50 Hz sustavi: 2 × 50 = 100 Hz komponenta vibracije
  • Uzrok: Magnetske sile između statora i rotora pulsiraju dvostrukom frekvencijom mreže
  • Uvijek prisutno: Normalna karakteristika svih AC motora (normalna niska amplituda)
  • Povišena amplituda: Označava probleme sa statorom, probleme sa zračnim rasporom ili magnetsku neravnotežu

Linijska frekvencija (1×f)

  • Komponenta od 50 Hz ili 60 Hz
  • Obično manja amplituda od 2×f
  • Može ukazivati na neravnotežu napona napajanja
  • Može se pojaviti kod kvarova namota statora

Viši harmonici

  • 4×f, 6×f, itd. (240 Hz, 360 Hz za sustave od 60 Hz)
  • Može ukazivati na probleme s namotavanjem ili probleme s laminacijom jezgre
  • Tipično niska amplituda u zdravim motorima

Dijagnostički značaj

Normalna 2×f amplituda

  • Tipično < 10% od 1× (brzina rada) vibracija
  • Relativno konstantno tijekom vremena
  • Prisutan u svim smjerovima, ali često najjači radijalno

Povišeni 2×f ukazuje na probleme

Problemi s namotom statora

  • Kratki spojevi između zavoja, fazna neravnoteža
  • 2×f amplituda se povećava s vremenom
  • Može biti popraćeno porastom temperature
  • Mjerljiva neravnoteža struje između faza

Ekscentričnost zračnog raspora

  • Nejednolik zračni raspor zbog ekscentričnosti rotora ili trošenja ležaja
  • Stvara neuravnoteženo magnetsko privlačenje
  • 2×f i povišene frekvencije prolaza polova
  • Kombinacija mehaničkih i elektromagnetskih učinaka

Meka rezonanca stopala ili okvira

  • Ako je prirodna frekvencija okvira motora blizu 2×f
  • Strukturna rezonancija pojačava elektromagnetske vibracije
  • Vibracije okvira su mnogo veće od vibracija ležaja
  • Može se ispraviti ukrućenjem konstrukcije ili prigušivanjem okvira

Frekvenčni pogoni (VFD)

Utjecaj VFD-a na električnu frekvenciju

  • VFD-ovi stvaraju promjenjivu izlaznu frekvenciju (tipično 0-120 Hz)
  • Brzina motora proporcionalna izlaznoj frekvenciji VFD-a
  • Sve elektromagnetske frekvencije skaliraju se s izlaznom frekvencijom VFD-a
  • PWM prebacivanje stvara dodatne visokofrekventne komponente

Problemi s vibracijama specifičnim za VFD

  • Frekvencije prebacivanja: Komponente kHz-raspona iz PWM preklapanja
  • Struje ležaja: Visokofrekventne struje mogu oštetiti ležajeve
  • Torzijske vibracije: Pulsacije momenta na različitim frekvencijama
  • Rezonantno pobuđivanje: Promjenjiva brzina može proći kroz rezonancije

Praktični primjeri dijagnoze

Slučaj 1: Visoka vibracija 2×f

  • Simptom: 4-polni motor od 60 Hz (1750 okretaja u minuti) s vibracijom od 120 Hz = 6 mm/s
  • Analiza: 120 Hz znatno više od 1× vibracije brzine rada (2 mm/s)
  • Dijagnoza: Problem sa namotom statora ili ekscentričnost zračnog raspora
  • Potvrda: Termovizijsko snimanje prikazuje vruću točku u statoru, izmjerena je neravnoteža struje
  • Akcijski: Premotajte ili zamijenite motor

Slučaj 2: Bočni pojasevi oko brzine trčanja

  • Simptom: Vrhovi na 1× ± 2 Hz (frekvencija klizanja)
  • Dijagnoza: Slomljene rotorske šipke
  • Potvrda: MCSA pokazuje isti uzorak bočnog pojasa u struji
  • Napredak: Pratite rast amplitude kako biste planirali zamjenu

Najbolje prakse praćenja

Postavljanje spektralne analize

  • Osigurajte Fmax (maksimalna frekvencija) > 500 Hz za snimanje 2×f i harmonika
  • Odgovarajuća rezolucija za odvajanje blisko raspoređenih bočnih pojaseva (Rezolucija < 0,5 Hz za analizu frekvencije klizanja)
  • Mjerenje u više smjerova (horizontalno, vertikalno, aksijalno)

Uspostavljanje osnovnih vrijednosti

  • Zabilježite amplitudu 2×f kada je motor nov ili svježe premotan
  • Utvrdite normalne razine za svaki tip motora u objektu
  • Postavite granice alarma (obično 2-3× osnovna vrijednost za 2× f)

Trendovi u parametrima

  • 2× amplituda i trend linijske frekvencije
  • Komponente frekvencije prolaza polova
  • Amplitude i obrasci bočnog pojasa
  • Ukupne razine vibracija
  • Indikatori stanja ležaja

Električna frekvencija je temeljna za razumijevanje rada i dijagnostike AC motora. Prepoznavanje komponenti mrežne frekvencije (posebno 2×f) u spektrima vibracija i razumijevanje njihovog odnosa prema elektromagnetskim pojavama omogućuje razlikovanje mehaničkih i električnih kvarova motora, usmjeravajući odgovarajuće dijagnostičke i korektivne radnje.

← Natrag na glavni indeks

Kategorije:
WhatsApp