Razumijevanje učestalosti prolaska kroz motorne barove
Frekvencija prolaza motorne šipke — također nazvana frekvencija prolaza rotornih šipki, frekvencija utora rotora ili jednostavno prolaz šipki — je frekvencija pri kojoj rotorne šipke kletkaste indukcijske motora prolaze pored utora i namotaja statora. Jednaka je broju rotornih šipki pomnoženom s frekvencijom rotacije rotora, pa se nalazi daleko iznad radne frekvencije, obično između otprilike 200 i 2000 Hz, ovisno o veličini i brzini motora. U ispravnom motoru to je tiha linija niske amplitude u spektar vibracija, ali kad se podigne, ukazuje na ekscentričnost između rotora i statora, zračni razmak problemi, ili druge elektromagnetske nepravilnosti. Uska je povezanost s njim, ali je ipak različita od njega, defekti rotorske šipke — slomljene šipke najavljuju se s bočni pojasevi rasporedjen na frekvencija klizanja oko 1×, a ne podizanjem same linije prolaza šipke.
1. Izračunavanje frekvencije prolaza kroz bar
Formula
RBPF = Nb × N / 60, gdje je RBPF frekvencija prolaza rotornih šipki u Hz, Nb je broj rotorovih šipki, a N je brzina rotora u o/min.
Struktura formule je ista ona koja stoji iza bilo koje frekvencije koja broji zube ili lopate, kao što je frekvencija zahvata zupčanika ili frekvencija prolaska lopatice: izbrojite ponavljajuće značajke, pomnožite s učestalošću njihovog pojavljivanja. Budući da je broj taktova obično velik, rezultat se nalazi u visokofrekventnom dijelu spektra.
Radni primjeri
Mali motor: 28 rotornih lopatica pri 1750 o/min daje RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz.
Veliki motor: 56 rotornih bara pri 3550 o/min daje RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz.
Imajte na umu da linija prolaza kroz šipku veće mašine prelazi 3 kHz — koristan podsjetnik da mjerni lanac mora doseći tu razinu da bi to vidio. Ako želite brzo pretvoriti brzinu rada i brojeve redoslijeda u frekvencije, kalkulator harmonijske frekvencije obrađuje aritmetiku.
Pronalaženje broja bara
- Pogledajte pločicu s nazivom motora ili tehnički list proizvođača.
- Prebrojite ih vizualno ako je rotor dostupan tijekom popravka.
- Rekalkulirajte unatrag od jasno identificiranog vrha u spektru vibracija.
- Očekujte otprilike 16 do 80 bara, ovisno o veličini motora i broju polova.
2. Fizički mehanizam
Interakcija rotor-stator
Radna frekvencija barijera nastaje magnetskom interakcijom, a ne mehaničkim kontaktom:
- Rotorske šipke nose induciranu struju i stvaraju lokalne poremećaje u magnetskom polju.
- Kako se rotor okreće, svaka šipka prolazi pored utora statora jedna za drugom.
- Magnetska reluktancija raste i opada dok se šipke poravnavaju s zubcima statora, a zatim prolaze između njih.
- Ovo stvara malu pulsirajuću elektromagnetsku silu na strukturi.
- Stopa pulsacije jednaka je stopi kojom prolaze barovi — frekvenciji prolaza barova.
Jednoliki nasuprot neujednačenom zračnom razmaku
- Jedinstveni zračni razmak: Prinosi sila od šipki na suprotnim stranama rotora uvelike se poništavaju, ostavljajući malu amplitudu RBPF-a.
- Ekscentrični rotor: Interakcija postaje asimetrična, poništenje se raspada i amplituda RBPF-a raste.
- Dijagnostička vrijednost: Visina linije RBPF stoga je izravan pokazatelj ravnomjernosti zračnog jaza.
3. Dijagnostička važnost
Normalno stanje
- Prisutan je vrh RBPF-a, ali je vrlo mali — često ispod 0,5 mm/s.
- Možda je jedva vidljiv iznad razine buke.
- Nema bočnih pojaseva uz njega.
- Ovaj potpis potvrđuje jednolik zračni razmak i dobru koncentričnost rotora i statora.
Što vam govori povišena razina RBPF-a
Ekscentričnost zračnog jaza. Rotor je pomaknut iz središta u otvoru statora, amplituda RBPF-a raste i mogu se pojaviti bočne trake na ±1× brzine rada. Uzorak je paralelan načinu frekvencija prolaza polova podizanje duž iste rasjeda.
Neusklađenost rotora i statora. Kada osovina rotora nije paralelna s osovinom statora, zračni razmak varira duž duljine motora, podižući i RBPF i njegove harmonike.
Slomljene ili oštećene rotorne šipke. Ovo je potpuno drugačiji potpis: prekinute trake stvaraju bočne pojaseve oko 1× na razmaku frekvencije klizanja umjesto podizanja linije propusnog pojasa. Pogledajte slomljene rotorske šipke and defekti rotorske šipke za potpune dijagnostičke detalje.
4. Razlikovanje frekvencije Bar Pass od drugih frekvencija
RBPF naspram frekvencija ležaja
- RBPF: obično 200–3000 Hz, određeno dizajnom motora.
- Frekvencije ležajeva: obično 50–500 Hz za ležajeve motora.
- Kako razlikovati: Izračunajte oba i usporedite ih s opaženim vrhuncima.
- Pazite na preklapanje: Na velikim motorima RBPF može pasti u isti raspon kao frekvencije kvarova ležajeva, stoga potvrdite izvor prije nego što djelujete.
RBPF naspram frekvencije utora statora
- Prolaz kroz utore statora: broj utora statora × radna brzina — rijetko značajno.
- RBPF: broj rotornih šipki × radna brzina — češće uočeno.
- Oboje prisutni: U nekim motorima vidjet ćete svaki od njih, a njihovo razdvajanje ovisi o poznavanju broja šipki i utora.
5. Praktična primjena
Kada pratiti RBPF
- Kada se sumnja na problem zračnog jaza.
- Nakon zamjene ležaja, kako bi se provjerilo je li rotor pravilno centriran.
- Kada je frekvencija linije dvostruko povećana, što može pratiti ekscentričnost.
- Pri uspostavljanju osnovna vrijednost za novi ili namotani motor.
- Kao provjera kvalitete nakon popravka motora.
Razmatranja mjerenja
- Opseg frekvencija analizatora mora udobno premašiti dvostruku vrijednost RBPF-a (Fmax 2 × RBPF) da ga uhvati bez aliasiranje.
- Jedan akcelerometar obično je potrebno umjesto a senzor brzine, jer su frekvencije visoke.
- Mjerite na okviru motora ili kućištu ležaja.
- Uvijek uspoređujte s osnovnom vrijednošću ili sa sličnim zdravim motorima.
6. Gdje se Bar Pass uklapa u motornu dijagnostiku
Pomaže da se dva potpisa rotora motora jasno razdvoje. Linija prolaza šipki govori o geometriji zračnog jaza; prekinute šipke govore o električnoj cjelovitosti kaveza. U praksi oba mogu biti prisutna istovremeno, pa je potrebna temeljita električni kvar provjere procjene za svaki:
- Nedostaci štapova rotora: bočne trake pri brzini rada od otprilike 1× na razmaku frekvencija klizanja.
- Problemi s RBPF-om: povećana amplituda na samoj liniji prolaza kroz šipke (šipke × brzina).
- Mogu koegzistirati: Ekscentričnost i slomljene šipke nisu međusobno isključivi.
- Sveobuhvatna dijagnoza: Pregledajte oba uzorka kako biste upotpunili sliku.
Ova vrsta visokofrekventne elektromagnetske dijagnostike čini jednu polovicu procjene zdravstvenog stanja indukcijskog motora; druga polovica je niskofrekventni mehanički svijet neravnoteža and neusklađenost. Prijenosni dvo-kanalni instrument poput Balanset-1A pokriva mehaničku stranu, bilježeći amplitudu i fazu od 1× potrebne za uravnoteženje rotora u vlastitim ležajevima i provjeru rezultata — prirodan dodatak spektralnim provjerama motora opisanim ovdje.
Motorna frekvencija prolaza kroz prazni hod, iako se rjeđe prati nego frekvencije nosivih valova ili signaturi lomljenih šipki, ima istinsku dijagnostičku vrijednost za uniformnost zračnog jaza i koncentričnost rotora i stator. Poznavanje načina izračuna te njezino prepoznavanje u spektru upotpunjuje dijagnostičku sliku za procjenu stanja indukcijskih motora s kavezom.
