Razumijevanje učestalosti prolaska kroz motorne barove
Definicija: Što je frekvencija prolaza motorne šipke?
Frekvencija prolaza motorne šipke (također se naziva frekvencija prolaza rotorskih šipki, frekvencija rotorskih utora ili jednostavno prolaz šipki) je frekvencija kojom rotorske šipke u asinhronom motoru s kaveznim rotorom prolaze pored utora statora ili statorskih namota. Izračunava se kao broj rotorskih šipki pomnožen s frekvencijom rotacije rotora (Frekvencija prolaza šipki = Broj rotorskih šipki × okretaji u minuti / 60). Ova frekvencija je obično u rasponu od 200-2000 Hz, ovisno o veličini i brzini motora.
Iako je obično komponenta niske amplitude u motoru vibracija spektri, povišena frekvencija prolaza šipke može ukazivati na ekscentricitet rotora i statora, probleme sa zračnim rasporom ili elektromagnetske nepravilnosti. Razlikuje se od, ali je povezana s defekti rotorske šipke, koji proizvode bočne pojaseve na frekvenciji klizanja, a ne na samoj frekvenciji prolaza pruge.
Izračun
Formula
- RBPF = Nb × N / 60
- Gdje je RBPF = Frekvencija prolaza rotorske šipke (Hz)
- Nb = Broj rotorskih šipki
- N = Brzina rotora (o/min)
Tipične vrijednosti
Primjer malog motora
- Broj rotorskih šipki: 28
- Brzina: 1750 okretaja u minuti
- RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz
Primjer velikog motora
- Broj rotorskih šipki: 56
- Brzina: 3550 okretaja u minuti
- RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz
Pronalaženje broja taktova
- Pogledajte natpisnu pločicu motora ili podatke proizvođača
- Vizualno brojanje (ako je rotor dostupan)
- Identificirajte iz vrha vibracijskog spektra
- Tipični raspon: 16-80 bara, ovisno o veličini motora i polovima
Fizički mehanizam
Interakcija rotora i statora
Frekvencija prolaska šipke proizlazi iz magnetske interakcije:
- Rotorske šipke koje provode struju stvaraju lokalne perturbacije magnetskog polja
- Kako se rotor okreće, svaka šipka prolazi pored utora statora redom
- Magnetska reluktancija se mijenja kako se šipke poravnavaju sa zubima statora ili prolaze između njih
- Stvara malu pulsirajuću elektromagnetsku silu
- Frekvencija pulsiranja sile = brzina prolaza rotorske šipke
Ujednačen vs. neujednačen zračni raspor
- Jednoliki zračni razmak: Efekti se uglavnom poništavaju, niska amplituda RBPF-a
- Ekscentrični rotor: Interakcija asimetrična, amplituda RBPF-a povišena
- Dijagnostička vrijednost: Amplituda RBPF-a označava ujednačenost zračnog raspora
Dijagnostički značaj
Normalno stanje
- Vrh RBPF-a prisutan, ali vrlo niske amplitude (< 0,5 mm/s)
- Može biti jedva vidljivo iznad praga buke
- Nema bočnih pojaseva oko RBPF-a
- Označava ujednačen zračni raspor i dobru koncentričnost rotora i statora
Povišeni RBPF ukazuje na
Ekscentričnost zračnog raspora
- Rotor izvan centra u otvoru statora
- Amplituda RBPF-a se povećava
- Može imati bočne pojaseve pri ±1× brzini rada
- Slično kao frekvencija prolaza polova nadmorska visina
Neusklađenost rotora i statora
- Os rotora nije paralelna s osi statora
- Zračni raspor varira duž aksijalne duljine
- RBPF i povišeni harmonici
Slomljene ili oštećene rotorske šipke
- Drugačiji dijagnostički obrazac od samog RBPF-a
- Stvara bočne pojaseve oko 1× pri razmaku frekvencije klizanja
- Vidjeti defekti rotorske šipke za detalje
Razlikovanje od drugih frekvencija
RBPF u odnosu na frekvencije ležaja
- RBPF: Tipično 200-3000 Hz, ovisno o dizajnu motora
- Frekvencije ležaja: Tipično 50-500 Hz za ležajeve motora
- Razlika: Izračunajte oboje i usporedite s opaženim vrhovima
- Moguće preklapanje: Veliki motori mogu imati preklapajući frekvencijski raspon ležajeva RBPF-a
RBPF u odnosu na frekvenciju utora statora
- Prolaz za utor statora: Broj utora statora × brzina rada (rijetko značajno)
- RBPF: Broj rotorskih šipki × brzina rada (češće opaženo)
- Oba prisutna: U nekim motorima, oboje može biti vidljivo
Praktična primjena
Kada pratiti RBPF
- Sumnjivi problemi sa zračnim rasporom
- Nakon zamjene ležaja (provjerite pravilno centriranje rotora)
- Povišena 2× frekvencija linije (može biti povezana s ekscentricitetom)
- Utvrđivanje osnovnih vrijednosti za nove ili premotane motore
- Provjera kvalitete nakon popravka motora
Razmatranja mjerenja
- Zahtijeva odgovarajući frekvencijski raspon (Fmax > 2× RBPF)
- Za visoke frekvencije možda će biti potrebni akcelerometri umjesto senzora brzine
- Mjerenje na okviru motora ili kućištu ležaja
- Usporedite s osnovnim ili sličnim motorima
Odnos prema detekciji slomljenih šipki
Dok sam RBPF ukazuje na probleme sa zračnim rasporom, defekti rotorske šipke stvaraju drugačiji potpis:
- Nedostaci rotorske šipke: Bočni pojasevi oko 1× brzine rada pri ±frekvenciji klizanja
- Problemi RBPF-a: Povećana amplituda na samom RBPF-u (broj taktova × brzina)
- Oboje mogu koegzistirati: Ekscentričnost I slomljene šipke moguće istovremeno
- Sveobuhvatna analiza: Provjerite oba uzorka za potpunu dijagnozu motora
Frekvencija prolaza rotorskih šipki, iako se rjeđe prati od frekvencija ležajeva ili potpisa nedostataka rotorskih šipki, pruža vrijedne dijagnostičke informacije o ujednačenosti zračnog raspora i koncentričnosti rotora i statora. Razumijevanje izračuna i prepoznavanja RBPF-a u spektrima vibracija upotpunjuje dijagnostičku sliku za procjenu stanja asinhronog motora.