Besplatni inženjerski alat #039
Kalkulator učestalosti električnih kvarova motora
Izračunajte sinkronu brzinu, klizanje, 2× mrežnu frekvenciju, frekvenciju prolaza polova, frekvenciju prolaza rotorskih šipki i dijagnostičke bočne pojaseve za analizu elektromotora.
Rezultati
Sinkrona brzina
Sinkrona brzina AC indukcijskog motora ovisi o mrežnoj frekvenciji i broju polova:
Klizanje
Klizanje je razlika između sinkrone i stvarne brzine rotora, izražena kao razlomak ili postotak:
Tipično klizanje pri punom opterećenju za standardne asinhrone motore je 1–5%.
Frekvencija klizanja
2× Linijska frekvencija
Ova frekvencija (100 Hz pri napajanju od 50 Hz, 120 Hz pri 60 Hz) uvijek je prisutna u vibracijama motora zbog izmjeničnog magnetskog polja. Povišena komponenta 2× mrežne frekvencije ukazuje na električne probleme: neuravnotežene faze, ekscentricitet zračnog raspora ili kvarove namota statora.
Frekvencija prolaska polova
Frekvencija prolaza polova ključni je pokazatelj za analizu slomljenih rotorskih šipki. Bočni pojasevi na frekvenciji prolaza polova oko 1× mrežne frekvencije u strujnim spektrima (MCSA) klasičan su znak kvara rotorskih šipki.
Frekvencija prolaza rotorskih šipki
Praktični primjer
Dano: flinija = 50 Hz, Polovi = 4, N = 1475 okretaja u minuti
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 okretaja u minuti
s = (1500 − 1475) / 1500 = 1.67%
fklizanje = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× mrežna frekvencija = 2 × 50 = 100 Hz
Prolaz pola = 2 × s × flinija = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Napomena: Brzina motora varira ovisno o opterećenju. Pazite da koristite stvarnu izmjerenu brzinu u radnim uvjetima, a ne brzinu s natpisne pločice. Mjerenje tahometrom ili stroboskopom daje najtočnije rezultate za izračune ovisne o klizanju.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Postupke opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prijenosni dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na terenu.
Profesionalni instrumenti za analizu vibracija za dijagnostiku motora, balansiranje na terenu i praćenje stanja. Koriste se u više od 50 zemalja.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko inženjer je analize vibracija te osnivač i izvršni direktor tvrtke Vibromera. Više od 15 godina balansira rotacijsku opremu na terenu, a ne na ispitnom stolu: malčere, industrijske ventilatore, drobilice, centrifuge, vratila i vretena. Upravo je iz tog rada nastala oprema Balanset — osmišljena je kao alat koji stručnjak može ponijeti do stroja i sam njime raditi na licu mjesta, a ne kao laboratorijska oprema. Vibromera je osnovana 2017. godine, a od 2023. sjedište joj je u Portu u Portugalu. Ovdje se odvijaju razvoj, sklapanje i podrška za liniju Balanset. Vodeći instrument je Balanset-1A, prijenosni analizator za balansiranje u jednoj i dvije ravnine te za dijagnostiku vibracija. Nikolai je osobno uključen u podršku korisnicima, u rješavanje složenih slučajeva balansiranja i u razvoj programske podrške. Radi s korisnicima diljem svijeta, na bilo kojem jeziku.
