Մոտորի ձողի անցման հաճախության հասկացումը
Մոտորի ձողի անցման հաճախություն — հայտնի է նաև որպես ռոտորի ձողերի անցման հաճախություն, ռոտորի ակոսների հաճախություն կամ պարզապես ձողերի անցում — այն հաճախությունն է, որով կրծողակերպ («squirrel-cage») ինդուկցիոն մոտորի ռոտորի ձողերը անցնում են ստատորի ակոսների և փաթեթների կողքով։ Այն հավասար է ռոտորի ձողերի քանակի և ռոտորի պտտման հաճախության արտադրյալին, ուստի այն գտնվում է աշխատանքային արագությունից զգալիորեն բարձր, սովորաբար մոտ 200-ից 2000 Hz միջակայքում՝ կախված մոտորի չափսից և արագությունից։ Առողջ մոտորում այն լռակյաց, ցածր ամպլիտուդով գիծ է տատանումների սպեկտր, բայց երբ այն բարձրանում է, այն ցույց է տալիս էքսցենտրիսիտետ ռոտորի և ստատորի միջև, օդային բացակ խնդիրներ կամ այլ էլեկտրամագնիսական անկանոնություններ։ Այն սերտորեն կապված է, սակայն տարբերվում է ռոտորի ձողերի թերություններ — խափանված ձողերը դրսևորվում են կողմնային շերտեր բաշխված են բևեռների անցման հաճախությամբ (բևեռների քանակ × շեղման հաճախություն) 1×-ի շուրջ, ոչ թե ձողերի անցման գիծը բարձրացնելով։
1. Զողերի անցման հաճախության հաշվարկ
Բանաձևը
RBPF = Nb × N / 60, որտեղ RBPF-ն ռոտորի ձողերի անցման հաճախությունն է Hz-ով, Nb ը ռոտորի ձողերի քանակն է, իսկ N-ը՝ ռոտորի պտտաթիվը RPM-ով։
Բանաձևի կառուցվածքը նույնն է, ինչը կանգնած է ատամների կամ թիակների հաշվարկման ցանկացած հաճախության հիմքում, օրինակ ատամնանիվների կպման հաճախականություն կամ թիակների անցման հաճախություն: հաշվեք կրկնվող տարրերը, բազմապատկեք նրանց անցման հաճախությամբ։ Քանի որ ձողերի քանակը սովորաբար մեծ թիվ է, արդյունքը գտնվում է սպեկտրի բարձր հաճախականության տիրույթում։
Լուծված օրինակներ
Փոքր մոտոր. 28 ռոտորի ձող 1750 RPM-ի դեպքում տալիս է RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz.
Մեծ մոտոր. 56 ռոտորի ձող 3550 RPM-ի դեպքում տալիս է RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz.
Նկատի ունեցեք, որ ավելի մեծ մեքենայի ձողերի անցման գիծը բարձրանում է 3 kHz-ից վեր՝ որպես օգտակար հիշեցում, որ չափման շղթան պետք է հասնի այդքան բարձր՝ այն տեսնելու համար։ Եթե ցանկանում եք արագորեն վերածել աշխատանքային արագությունը և կարգային թվերը հաճախությունների, ապա հարմոնիկ հաճախության հաշվիչ կատարում է մաթեմատիկական գործողությունները։
Զողերի քանակի որոշում
- Խորհրդակցեք մոտորի տվյալների թերթիկի կամ արտադրողի տեխնիկական բնութագրի հետ։
- Հաշվեք դրանք արտաքին տեսքով, եթե ռոտորը հասանելի է վերանորոգման ժամանակ։
- Հետհաշվեք տատանումների սպեկտրում հստակ նույնականացված գագաթից։
- Սպասեք մոտավորապես 16-ից 80 ձող՝ կախված մոտորի չափսից և բևեռների քանակից։
2. Ֆիզիկական մեխանիզմը
Ռոտոր-ստատոր փոխազդեցություն
Զողերի անցման հաճախությունը ծնվում է մագնիսական փոխազդեցությունից, ոչ թե մեխանիկական շփումից.
- Ռոտորի ձողերը կրում են ինդուկցված հոսանք և ստեղծում մագնիսական դաշտի տեղային խանգարումներ։
- Երբ ռոտորը պտտվում է, յուրաքանչյուր ձող հերթով անցնում է ստատորի ակոսների կողքով։
- Մագնիսական դիմադրությունը բարձրանում և իջնում է, երբ ձողերը համապատասխանում են, ապա անցնում ստատորի ատամների միջով։
- Սա կառուցվածքի վրա առաջացնում է փոքր թրթռացող էլեկտրամագնիսական ուժ։
- Թրթռացման հաճախականությունը հավասար է ձողերի անցման հաճախականությանը՝ ձողերի անցման հաճախությունը։
Համասեռ և ոչ համասեռ օդային բացակ
- Համասեռ օդային բացակ. ռոտորի հակադիր կողմերի ձողերի ուժային ներդրումները մեծապես չեզոքացնում են միմյանց՝ թողնելով ցածր RBPF ամպլիտուդ։
- Էքսցենտրիկ ռոտոր. փոխազդեցությունը դառնում է ասիմետրիկ, չեզոքացումը խախտվում է, և RBPF ամպլիտուդը բարձրանում է։
- Դիագնոստիկ արժեք. RBPF գծի բարձրությունը հետևաբար ուղղակի ցուցանիշ է, թե որքան համասեռ է օդային բացակը։
3. Դիագնոստիկ նշանակություն
Նորմալ վիճակ
- RBPF գագաթը առկա է, բայց շատ փոքր՝ հաճախ 0.5 մմ/վ-ից ցածր։
- Այն կարող է գրեթե անտեսանելի լինել աղմուկի հիմքից վեր։
- Այն շրջապատող կողմնակի շերտեր (sidebands) բացակայում են։
- Այս սիգնատուրան հաստատում է մագնիսական բացվածքի համասեռությունը և ռոտոր-ստատորի բարձր կոնցենտրիկությունը։
Ինչ է ցույց տալիս RBPF-ի բարձրացումը
Մագնիսական բացվածքի էքսցենտրիսիտետ։ Երբ ռոտորը տեղաշարժվում է ստատորի անցքի կենտրոնից, RBPF-ի ամպլիտուդը աճում է, և կարող են հայտնվել ±1× աշխատանքային պտտաթվին համապատասխանող կողմնակի շերտեր։ Այս պատկերը զուգահեռ է բևեռային անցման հաճախություն ի բարձրացմանը նույն խափանման դեպքում։
Ռոտոր-ստատոր առանցքների շեղվածություն։ Երբ ռոտորի առանցքը զուգահեռ չէ ստատորի առանցքին, մագնիսական բացվածքը փոփոխվում է մոտորի երկարությամբ՝ բարձրացնելով և՛ RBPF-ը, և՛ դրա հարմոնիկները։
Ռոտորի ձողիկների խափանում կամ վնասվածք։ Սա լիովին այլ սիգնատուրա է. խափանված ձողիկները ստեղծում են կողմնակի շերտեր 1×-ի շուրջ՝ բևեռանցման հաճախությամբ (pole-pass-frequency) հեռավորությամբ, այլ ոչ թե բարձրացնում ձողիկանցման գիծը։ Տես ճաքած կամ խափանված ռոտորի ձողիկներ և ռոտորի ձողերի թերություններ լրիվ դիագնոստիկ մանրամասների համար։
4. Ինչպես տարբերակել ձողիկանցման հաճախությունը մյուսներից
RBPF-ն և առանցքակալների հաճախությունները
- RBPF: սովորաբար 200–3000 Հց, որոշվում է մոտորի դիզայնով։
- Առանցքակալների հաճախություններ՝ սովորաբար 50–500 Հց մոտորի առանցքակալների համար։
- Ինչպես տարբերակել. հաշվարկեք երկուսն էլ և համեմատեք դիտարկված գագաթնակետերի հետ։
- Ուշադրություն դարձրեք ծածկույթին. մեծ մոտորների դեպքում RBPF-ը կարող է ընկնել նույն շրջանակում, ինչ առանցքակալի թերությունների հաճախություններ, ուստի հաստատեք աղբյուրը գործողություն ձեռնարկելուց առաջ։
RBPF-ն և ստատորի ակոսների հաճախությունը
- Ստատորի ակոսանցում. ստատորի ակոսների քանակ × աշխատանքային պտտաթիվ — հազվադեպ է նշանակալի։
- RBPF: ռոտորի ձողիկների քանակ × աշխատանքային պտտաթիվ — ավելի հաճախ է դիտարկվում։
- Երկուսն էլ առկա են. մի շարք մոտորներում կտեսնեք երկուսն էլ, և դրանց տարանջատումը կախված է ձողիկների և ակոսների քանակի իմացությունից։
5. Գործնական կիրառում
Երբ մոնիտորինգ կատարել RBPF-ի համար
- Երբ կասկածվում է մագնիսական բացվածքի խնդիր։
- Առանցքակալի փոխարինումից հետո՝ ռոտորի ճիշտ կենտրոնացումը հաստատելու համար։
- Երբ 2× ցանցային հաճախությունը բարձրացած է, ինչը կարող է ուղեկցել էքսցենտրիսիտետին։
- Երբ սահմանվում է բազային նոր կամ վերալարված մոտորի համար։
- Ինչպես որակի ստուգում մոտորի վերանորոգումից հետո։
Չափման հաշվի առնելիքներ
- Անալիզատորի հաճախականային տիրույթը պետք է հարմարավետորեն գերազանցի RBPF-ի կրկնապատիկը (Fmax > 2 × RBPF)՝ այն գրանցելու համար առանց ալիասինգ.
- Մի ակսելերոմետր սովորաբար անհրաժեշտ է, այլ ոչ թե արագության զոնդ, քանի որ հաճախությունները բարձր են։
- Չափեք մոտորի շրջանակի կամ առանցքակալի իրանի վրա։
- Միշտ համեմատեք բազային արժեքի կամ նմանատիպ առողջ մոտորների հետ։
6. Որտեղ է ձողիկանցումը տեղավորվում մոտորի դիագնոստիկայում
Օգտակար է պահպանել մոտոր-ռոտորի երկու սիգնատուրաների հստակ տարանջատումը։ Խողիկանցման գիծը վերաբերում է մագնիսական բացվածքի երկրաչափությանը, իսկ խափանված ձողիկները՝ լարային կաղապարի էլեկտրական ամբողջականությանը։ Գործնականում երկուսն էլ կարող են առկա լինել միաժամանակ, ուստի համապարփակ էլեկտրական խափանման գնահատականը ստուգում է յուրաքանչյուրը.
- Ռոտորի ձողերի թերություններ. կողմնակի շերտեր 1× աշխատանքային պտտաթվի շուրջ՝ բևեռանցման հաճախությամբ հեռավորությամբ։
- RBPF խնդիրներ. բարձրացած ամպլիտուդ ձողիկանցման գծի վրա (ձողիկներ × պտտաթիվ)։
- Դրանք կարող են համատեղ գոյություն ունենալ. էքսցենտրիսիտետը և խափանված ձողիկները փոխադարձաբար բացառող չեն։
- Համապարփակ ախտորոշում՝ քննեք երկու նախշերը՝ պատկերը ամբողջական դարձնելու համար:
Այս տեսակի բարձր հաճախականության էլեկտրամագնիսական ախտորոշումը ինդուկցիոն էլեկտրաշարժիչի առողջության գնահատման մի կեսն է, մյուս կեսը՝ ցածր հաճախականության մեխանիկական աշխարհն է անհավասարակշռություն և առանցքների շեղվածություն։ Երկու ալիքանի սարք, ինչպիսին Balanset-1A կառավարում է այդ մեխանիկական կողմը, գրանցելով ռոտորը սեփական առանցքակալներում հավասարակշռելու և արդյունքը հաստատելու համար անհրաժեշտ 1× ամպլիտուդը և փուլը՝ այստեղ նկարագրված սպեկտրալ էլեկտրաշարժիչային ստուգումների բնական լրացում:
Էլեկտրաշարժիչի ձողի անցման հաճախականությունը, չնայած ավելի քիչ կանոնավոր հսկվում է, քան առանցքակալների հաճախականությունները կամ խափանված ձողերի նշանները, կրում է իսկական ախտորոշիչ արժեք՝ վերաբերող օդային բացակի համասեռությանը և ռոտոր-ստատորի կենտրոնացվածությանը: Իմանալով, թե ինչպես հաշվարկել այն և ճանաչել սպեկտրում, ավարտուն դառնում է ախտորոշիչ պատկերը՝ սկվիրել-կեյջ ինդուկցիոն էլեկտրաշարժիչների վիճակի գնահատման համար:
