A motorok elektromos frekvenciájának megértése

Eszközök

Hordozható kiegyensúlyozó és rezgéselemző Balanset-1A

$2,358.31

Alkatrészek

Vibrációs érzékelő

$107.47

Alkatrészek

Optikai érzékelő (lézeres fordulatszámmérő)

$148.07

Eszközök

Balanset-4

$8,123.32

Alkatrészek

Mágneses állvány mérete 60 kgf

$54.93

Alkatrészek

Fényvisszaverő szalag

$11.94

Eszközök

Dinamikus kiegyensúlyozó "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definíció: Mi az elektromos frekvencia?

Elektromos frekvencia (más néven hálózati frekvencia, hálózati frekvencia vagy teljesítményfrekvencia) a váltakozó áram (AC) frekvenciája, amelyet a villanymotorokhoz és más elektromos berendezésekhez táplálnak. A két szabványos elektromos frekvencia világszerte 60 Hz (Hertz) Észak-Amerikában, Dél-Amerika egyes részein és néhány ázsiai országban, valamint 50 Hz Európában, Ázsia nagy részén, Afrikában és Ausztráliában. Ez a frekvencia határozza meg a váltakozó áramú motorok szinkronsebességét, és jellegzetes elektromágneses erőket hoz létre. rezgés a vonali frekvencia többszörösein lévő komponensek.

Motorban rezgéselemzés, Az elektromos frekvencia és annak felharmonikusai (különösen a 2× hálózati frekvencia) fontos diagnosztikai mutatók az elektromágneses problémák, az állórészproblémák és a légrés egyenetlenségeinek kimutatására.

Kapcsolat a motorsebességgel

Szinkronsebesség-számítás

AC indukciós motorok esetében a szinkronsebességet az elektromos frekvencia határozza meg:

• N_{szinkronizál} = (120 × f) / P
• Hol N_{szinkronizál} = szinkronsebesség (RPM)
• f = elektromos frekvencia (Hz)
• P = a motor pólusainak száma

Közös motorsebességek

60 Hz-es rendszerekhez

• 2 pólusú motor: 3600 RPM szinkron (valós ~3550 RPM csúszással)
• 4 pólusú motor: 1800 RPM szinkron (valós ~1750 RPM)
• 6 pólusú motor: 1200 RPM szinkron (valós ~1170 RPM)
• 8 pólusú motor: 900 RPM szinkron (valós ~875 RPM)

50 Hz-es rendszerekhez

• 2 pólusú motor: 3000 RPM szinkron (valós ~2950 RPM)
• 4 pólusú motor: 1500 RPM szinkron (valós ~1450 RPM)
• 6 pólusú motor: 1000 RPM szinkron (valós ~970 RPM)
• 8 pólusú motor: 750 RPM szinkron (valós ~730 RPM)

Csúszási frekvencia

A szinkron és a tényleges sebesség közötti különbség:

• Csúszási frekvencia (fs) = (N_{szinkronizál} – É_tényleges) / 60
• Tipikus csúszás: 1-5% szinkronsebesség
• Csúszási frekvencia jellemzően 1-3 Hz
• Terhelésfüggő: a csúszás a terheléssel növekszik
• Fontos a rotor elektromos hibáinak diagnosztizálásához

Elektromágneses rezgéskomponensek

2× Vonalfrekvencia (legfontosabb)

A domináns elektromágneses rezgéskomponens:

• 60 Hz-es rendszerek: 2 × 60 = 120 Hz rezgéskomponens
• 50 Hz-es rendszerek: 2 × 50 = 100 Hz rezgéskomponens
• Ok: Az állórész és a forgórész közötti mágneses erők kétszeres hálózati frekvencián pulzálnak
• Mindig jelen: Minden váltakozó áramú motor normál karakterisztikája (alacsony amplitúdójú normál)
• Megnövekedett amplitúdó: Állórészproblémákat, légrésproblémákat vagy mágneses egyensúlyhiányt jelez

Vonalfrekvencia (1×f)

• 50 Hz-es vagy 60 Hz-es komponens
• Általában alacsonyabb amplitúdó, mint 2×f
• Jelezheti a tápfeszültség kiegyensúlyozatlanságát
• Állórész tekercselési hibák esetén jelentkezhet

Magasabb felharmonikusok

• 4×f, 6×f stb. (240 Hz, 360 Hz 60 Hz-es rendszerekhez)
• Tekercselési problémákra vagy maglaminációs problémákra utalhat
• Egészséges motorokban jellemzően alacsony amplitúdó

Diagnosztikai jelentőség

Normál 2×f amplitúdó

• Általában < 10% 1× (futási sebesség) rezgésből
• Idővel viszonylag állandó
• Minden irányban jelen van, de gyakran a legerősebb sugárirányban

A megemelkedett 2×f problémákat jelez

Állórész tekercseléssel kapcsolatos problémák

• Fordulatról fordulatra rövidzárlatok, fáziskiegyensúlyozatlanság
• 2×f amplitúdó idővel növekszik
• Hőmérséklet-emelkedéssel járhat
• Fázisok között mérhető áramkiegyensúlyozatlanság

Légrés excentricitása

• Nem egyenletes légrés a rotor excentricitása vagy csapágykopás miatt
• Kiegyensúlyozatlan mágneses vonzást hoz létre
• 2×f és pólusáteresztő frekvenciák emelve
• Mechanikai és elektromágneses hatások kombinációja

Puha láb- vagy keretrezonancia

• Ha a motor vázának természetes frekvenciája közel 2×f
• A szerkezeti rezonancia felerősíti az elektromágneses rezgést
• A keret rezgése sokkal nagyobb, mint a csapágy rezgése
• Szerkezeti merevítéssel vagy keretcsillapítással korrigálható

Változtatható frekvenciájú meghajtók (VFD-k)

VFD hatásai az elektromos frekvenciára

• A frekvenciaváltók változó kimeneti frekvenciát hoznak létre (tipikusan 0-120 Hz)
• A motor fordulatszáma arányos a frekvenciaváltó kimeneti frekvenciájával
• Minden elektromágneses frekvencia skálázható a VFD kimeneti frekvenciájával
• A PWM kapcsolás további nagyfrekvenciás komponenseket hoz létre

VFD-specifikus rezgési problémák

• Kapcsolási frekvenciák: PWM kapcsolású kHz-tartományú komponensek
• Csapágyáramok: A nagyfrekvenciás áramok károsíthatják a csapágyakat
• Torziós rezgés: Nyomatékpulzációk különböző frekvenciákon
• Rezonancia gerjesztés: A változtatható sebesség átsöpörheti a rezonanciákat

Gyakorlati diagnózis példák

1. eset: Nagy 2×f rezgés

• Tünet: 4 pólusú, 60 Hz-es motor (1750 ford/perc) 120 Hz-es rezgéssel = 6 mm/s
• Elemzés: 120 Hz-el sokkal magasabb, mint az 1× futási sebességű rezgés (2 mm/s)
• Diagnózis: Állórész tekercselési probléma vagy légrés excentricitása
• Megerősítés: A hőkamerás képalkotás forró pontot mutat az állórészben, és mért áramkiegyensúlyozatlanságot
• Akció: Tekerje vissza vagy cserélje ki a motort

2. eset: Oldalsávok a futási sebesség körül

• Tünet: Csúcsok 1 × ± 2 Hz-nél (csúszási frekvencia)
• Diagnózis: Törött rotorrudak
• Megerősítés: Az MCSA ugyanazt az oldalsáv-mintázatot mutatja az áramban
• Előrehaladás: Az amplitúdó növekedésének monitorozása a csere megtervezéséhez

Monitoring legjobb gyakorlatok

Spektrumanalízis beállítása

• Győződjön meg arról, hogy az Fmax (maximális frekvencia) > 500 Hz a 2×f és a harmonikusok rögzítéséhez
• Megfelelő felbontás a szorosan elhelyezkedő oldalsávok elválasztásához (< 0,5 Hz felbontás a csúszási frekvencia elemzéshez)
• Mérés több irányban (vízszintes, függőleges, axiális)

Alapvonal létrehozása

• 2×f amplitúdó rögzítése új vagy frissen tekercselt motor esetén
• Határozza meg az egyes motortípusok normál szintjeit a létesítményben
• Riasztási határértékek beállítása (jellemzően 2-3× alapérték 2×f esetén)

Trendparaméterek

• 2× vonalfrekvencia amplitúdója és trendje
• Pólusáteresztő frekvenciakomponensek
• Oldalsáv-amplitúdók és mintázatok
• Teljes rezgésszint
• Csapágyállapot-jelzők

Az elektromos frekvencia alapvető fontosságú a váltakozó áramú motorok működésének és diagnosztikájának megértéséhez. A rezgési spektrumokban található hálózati frekvenciakomponensek (különösen a 2×f) felismerése és az elektromágneses jelenségekkel való kapcsolatuk megértése lehetővé teszi a mechanikai és elektromos motorhibák megkülönböztetését, ezáltal megfelelő diagnosztikai és korrekciós intézkedéseket eredményezve.

---

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez