A Nyquist-diagram (poláris diagram) megértése
A Nyquist-diagram - széles körben nevezik poláris diagram a rezgési munkában - egy olyan grafikon, amely egy változó rezgési vektort mutat egy polárkoordináta-rendszerben. Ellentétben a Bode-diagram, ami elterjedt amplitúdó és fázis két különálló kartéziánus grafikonon keresztül, a Nyquist-diagram mindkettőt egyetlen képpé hajtja össze. Az origótól való távolság a rezgés amplitúdója, a grafikon körüli szög pedig a fázisszöge, így a görbe minden pontja egy teljes rezgésvektor.
1. Meghatározás: Amplitúdó és fázis egy diagramon
A diagram az 1× (szinkron) rezgésvektor csúcsa által bejárt pályát követi nyomon, ahogy a gép sebessége változik, jellemzően egy indítás vagy leállás során. A sebességet a görbe mentén változó színekkel vagy szimbólumokkal jelölik, így az elemző nemcsak a vektor nagyságát és irányát, hanem azt a fordulatszámot is leolvashatja, amelynél az egyes pontokat rögzítették.
- A az origótól (középponttól) való távolság a rezgés amplitúdóját jelöli - minél távolabb van, annál nagyobb a válasz.
- A a diagram körüli szög a fázisszög a rezgésnek a fordulatszámmérő hivatkozás.
Mivel mindkét tengely egyetlen forgó komponenst ír le, a Nyquist-diagram inkább egy vektor helyeként olvasható, mint trendvonalak párjaként, és éppen ez a tömörség teszi olyan árulkodóvá a rezonancia közelében.
2. Miért fontos a Nyquist-diagram?
A Nyquist-diagram egyedülállóan kompakt képet ad a gép dinamikus válaszáról. Elsődleges célja, a Bode-diagramhoz hasonlóan, a következők azonosítása és elemzése kritikus sebességek - a rezonanciák a forgórész-csapágyrendszer.
A kritikus sebesség klasszikus mutatója a Nyquist-diagramon a hurok. Ahogy a sebesség megközelíti a sajátfrekvencia, az amplitúdó emelkedik, és a görbe eltávolodik az origótól. Ahogy a sebesség áthalad a kritikus sebességen, a fázis 180 fokos elmozduláson megy keresztül, és a vektorcsúcsot kör vagy hurok alakjában körbejárja. A maximális amplitúdó pontja a hurok csúcsa, és maga a kritikus sebesség a hurok 90 fokos fáziseltolódási pontjánál helyezkedik el - ez sokkal nyilvánvalóbb tájékozódási pont, mint a Bode-diagramon látható fokozatos fázisrámpa.
3. A Nyquist-diagram értelmezése
A hurok alakja, mérete és irányultsága számos diagnosztikai információt hordoz a rotor állapotáról és dinamikai tulajdonságairól.
- Csillapítás: a hurok átmérője fordítottan arányos a rendszerrel csillapítás. Egy nagy, jól formált kör alacsony csillapítást és nagy erősítést jelez; egy kis, szűk hurok jól csillapított rendszert jelez.
- Anizotrópia (osztott kritikus értékek): ha egy rotorrendszer vízszintes és függőleges irányban eltérő merevségű, a diagram két különböző, egymást átfedő hurkot mutathat - ez egy egyértelmű “kritikus osztás”, amelyet az irányfüggő merevség okoz. merevség.
- A nehézpont helye: a hurok tájolása segít megtalálni a rotor nehézpontját - a kiegyensúlyozatlanság - a tengelyen lévő fázisreferenciajelhez viszonyítva, amely megadja, hogy hol van egy korrekciós súly mennie kellene.
- Rendszerváltozások: a Nyquist-diagramok időbeli összehasonlítása a gép állapotában bekövetkező változásokat mutatja. A hurok méretének vagy alakjának változása a csillapítás vagy a merevség változását jelzi, ami utalhat egy repedt rotor, egy laza alap, vagy változó csapágyazási jellemzők.
- Kiegyensúlyozás: a diagramot a fejlett rugalmas rotoros kiegyenlítés. Megfigyelve, hogy a hurok hogyan mozog egy próbasúly hozzáadódik, az elemző levezeti a befolyásolási együtthatók a kiegyenlítő megoldás kiszámításához szükséges.
4. Az adatok rögzítése a terepen
A Nyquist-diagram csak annyira jó, mint a mögötte lévő szinkronizált amplitúdó- és fázisadatok, és ezek az adatok egy tiszta, fordulatonként egyszeri fázisreferenciától függenek, amelyet egy sebességsöprésen keresztül vesznek fel. A terepen egy hordozható kétcsatornás analizátor, mint például a Balanset-1A 1× amplitúdót és fázist mér az optikai-tachométeres impulzusával szemben egy Felgyorsulás vagy Kifutás, amely megadja a vektor és a sebesség közötti rekordot, amelyből egy poláris ábrát rajzolnak. Ugyanez az amplitúdó-fázis mérés alapozza meg a helyszíni kiegyensúlyozás, így egy műszer egyszerre jellemzi a rezonanciát és korrigálja az azt gerjesztő kiegyensúlyozatlanságot. Annak ellenőrzésére, hogy egy rendezővonal valóban átlép-e egy üzemi tartományon belüli sajátfrekvenciát, az elemző először felvázolhatja az interferenciát a Campbell-diagram kalkulátor.
5. Nyquist-diagram vs. Bode-diagram
A Nyquist- és a Bode-diagramok pontosan ugyanazokat az adatokat - 1× amplitúdó és fázis a sebesség függvényében - különböző formátumban jelenítik meg, és a köztük való választás gyakran az elemző preferenciáján és a hangsúlyozott jellemzőn múlik.
- Bode-diagram: jobb a csúcsamplitúdó pontos fordulatszámának és a 180 fokos fáziseltolódás pontos kezdetének és végének leolvasására, mivel a sebességtengelye lineáris és könnyen skálázható.
- Nyquist-diagram: jobb a teljes dinamikus válasz egyszerre történő befogadására. Kiválóan mutatja a csillapítás mértékét a hurok méretén keresztül, és az osztott kritikus értékeket átfedő hurokként mutatja be, mindkettő intuitívabban, mint a Bode-diagram.
Egy szorosan kapcsolódó kijelző a tengelypálya, amely a mozgást a csapágysíkban ábrázolja, nem pedig egyetlen vektor és a sebesség függvényében. A legtöbb modern rezgéselemzők mindhármat ki tudja rajzolni, és a tapasztalt elemzők együtt használják őket egy átfogó rotor-dinamika diagnózis.
