Ingyenes mérnöki eszköz #039
Motor elektromos hibáinak gyakorisági kalkulátora
Számítsa ki a szinkronsebességet, a szlipet, a kétszeres hálózati frekvenciát, a pólusáthaladási frekvenciát, a rotorrúd áthaladási frekvenciáját és a diagnosztikai oldalsávokat villanymotor-elemzéshez.
Eredmények
Szinkronsebesség
Egy AC indukciós motor szinkronsebessége a hálózati frekvenciától és a pólusok számától függ:
Csúszás
A szlip a szinkron és a tényleges rotorsebesség közötti különbség, törtként vagy százalékként kifejezve:
A standard indukciós motorok tipikus teljes terheléses csúszása 1–5%.
Csúszási frekvencia
2× Vonalfrekvencia
Ez a frekvencia (100 Hz 50 Hz-es tápfeszültségnél, 120 Hz 60 Hz-nél) mindig jelen van a motor rezgésében a váltakozó mágneses tér miatt. A kiemelt 2×-es vonal elektromos problémákat jelez: kiegyensúlyozatlan fázisokat, légrés excentricitását vagy állórész tekercselési hibákat.
Pólusáthaladási frekvencia
A pólusáthaladási frekvencia kulcsfontosságú mutató a törött rotorrúd elemzéséhez. Az áramspektrumokban (MCSA) a pólusáthaladási frekvencia körülbelül 1× vonali frekvenciájánál megjelenő oldalsávok klasszikus rotorrúd-hibajellemzők.
Rotorrúd áthaladási frekvenciája
Gyakorlati példa
Adott: fvonal = 50 Hz, Pólusok = 4, N = 1475 ford/perc
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 fordulat/perc
s = (1500 − 1475) / 1500 = 1.67%
fcsúszás = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× hálózati = 2 × 50 = 100 Hz
Pólusváltási frekvencia = 2 × s × fvonal = 2 × 0,0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Megjegyzés: A motor fordulatszáma a terheléstől függően változik. Győződjön meg arról, hogy az üzemi körülmények között mért tényleges fordulatszámot használja, ne a névleges fordulatszámot. A fordulatszámmérő vagy a stroboszkóp adja a legpontosabb eredményeket a csúszásfüggő számításokhoz.
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
Az ezen az oldalon ismertetett eljárásokat a Vibromera csapata dolgozta ki, és a helyszínen tesztelte a Balanset-1A segítségével, amely egy hordozható, kétcsatornás kiegyensúlyozó és rezgésanalizátor a helyszíni kiegyensúlyozáshoz.
Professzionális rezgéselemző műszerek motordiagnosztikához, terepi kiegyensúlyozáshoz és állapotfelügyelethez. Több mint 50 országban használják.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko rezgésanalízis-mérnök, valamint a Vibromera alapítója és ügyvezetője. Több mint 15 éve nem próbapadon, hanem a helyszínen egyensúlyoz ki forgó berendezéseket: mulcsozókat, ipari ventilátorokat, törőgépeket, centrifugákat, tengelyeket és orsókat. Ebből a munkából nőttek ki a Balanset műszerek — olyan eszköznek szánták őket, amelyet a szakember magával vihet a géphez, és egyedül, a helyszínen használhat, nem pedig laboratóriumi berendezésnek. A Vibromera 2017-ben alakult, és 2023 óta a portugáliai Portóban működik. A Balanset sorozat fejlesztése, összeszerelése és támogatása itt zajlik. A zászlóshajó műszer a Balanset-1A, egy hordozható analizátor egy- és kétsíkú kiegyensúlyozáshoz, valamint rezgésdiagnosztikához. Nikolai személyesen részt vesz az ügyfélszolgálatban, a nehéz kiegyensúlyozási esetek megoldásában és a szoftver fejlesztésében. A világ minden tájáról érkező ügyfelekkel dolgozik, bármilyen nyelven.
