Comprensione della frequenza di passaggio della barra del motore
Definizione: Che cos'è la frequenza di passaggio della barra del motore?
Frequenza di passaggio della barra del motore (chiamata anche frequenza di passaggio delle barre del rotore, frequenza di fessura del rotore o semplicemente passaggio delle barre) è la frequenza alla quale le barre del rotore in un motore a induzione a gabbia di scoiattolo passano attraverso le cave dello statore o gli avvolgimenti dello statore. Viene calcolata come il numero di barre del rotore moltiplicato per la frequenza di rotazione del rotore (frequenza di passaggio delle barre = numero di barre del rotore × giri/min / 60). Questa frequenza è tipicamente compresa tra 200 e 2000 Hz a seconda delle dimensioni e della velocità del motore.
Mentre normalmente è una componente di bassa ampiezza nel motore vibrazione spettri, l'elevata frequenza di passaggio della barra può indicare eccentricità rotore-statore, problemi di traferro o irregolarità elettromagnetiche. È distinto da ma correlato a difetti della barra del rotore, che producono bande laterali alla frequenza di scorrimento anziché alla frequenza di passaggio della barra stessa.
Calcolo
Formula
- RBPF = Nb × N / 60
- Dove RBPF = Frequenza di passaggio della barra del rotore (Hz)
- Nb = Numero di barre del rotore
- N = Velocità del rotore (RPM)
Valori tipici
Esempio di piccolo motore
- Numero di barre del rotore: 28
- Velocità: 1750 giri/min
- RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz
Esempio di motore di grandi dimensioni
- Numero di barre del rotore: 56
- Velocità: 3550 giri/min
- RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz
Trovare il numero di barre
- Consultare la targhetta del motore o i dati del produttore
- Conteggio visivo (se il rotore è accessibile)
- Identificare dal picco dello spettro di vibrazione
- Intervallo tipico: 16-80 bar a seconda delle dimensioni del motore e dei poli
Meccanismo fisico
Interazione rotore-statore
La frequenza di passaggio della barra deriva dall'interazione magnetica:
- Le barre del rotore che trasportano corrente creano perturbazioni locali del campo magnetico
- Mentre il rotore ruota, ogni barra passa in sequenza attraverso le fessure dello statore
- La riluttanza magnetica varia quando le barre si allineano o passano tra i denti dello statore
- Crea una piccola forza elettromagnetica pulsante
- Frequenza di pulsazione della forza = velocità di passaggio della barra del rotore
Traferro d'aria uniforme vs. non uniforme
- Traferro d'aria uniforme: Gli effetti si annullano in gran parte, bassa ampiezza RBPF
- Rotore eccentrico: Interazione asimmetrica, ampiezza RBPF elevata
- Valore diagnostico: L'ampiezza RBPF indica l'uniformità del traferro
Significato diagnostico
Condizione normale
- Picco RBPF presente ma di ampiezza molto bassa (< 0,5 mm/s)
- Potrebbe essere appena visibile sopra il livello del rumore di fondo
- Nessuna banda laterale attorno a RBPF
- Indica un traferro uniforme e una buona concentricità rotore-statore
Un RBPF elevato indica
Eccentricità del traferro
- Rotore decentrato nel foro dello statore
- L'ampiezza del RBPF aumenta
- Potrebbe avere bande laterali a ±1× velocità di corsa
- Simile a frequenza di passaggio del polo elevazione
Disallineamento rotore-statore
- Asse del rotore non parallelo all'asse dello statore
- Il traferro varia lungo la lunghezza assiale
- RBPF e armoniche elevate
Barre del rotore rotte o danneggiate
- Modello diagnostico diverso rispetto alla RBPF stessa
- Crea bande laterali attorno a 1× con spaziatura di frequenza di slittamento
- Vedere difetti della barra del rotore per i dettagli
Differenziazione da altre frequenze
RBPF vs. Frequenze dei cuscinetti
- RBPF: Tipicamente 200-3000 Hz, dipende dal design del motore
- Frequenze dei cuscinetti: Tipicamente 50-500 Hz per i cuscinetti del motore
- Distinzione: Calcola entrambi e confrontali con i picchi osservati
- Possibile sovrapposizione: I motori di grandi dimensioni possono avere un intervallo di frequenza del cuscinetto sovrapposto RBPF
RBPF vs. Frequenza della fessura dello statore
- Passaggio della fessura dello statore: Numero di slot dello statore × velocità di funzionamento (raramente significativo)
- RBPF: Numero di barre del rotore × velocità di marcia (osservato più comunemente)
- Entrambi presenti: In alcuni motori, entrambi possono essere visibili
Applicazione pratica
Quando monitorare RBPF
- Sospetti problemi di intercapedine d'aria
- Dopo la sostituzione del cuscinetto (verificare il corretto centraggio del rotore)
- Frequenza di linea 2× elevata (potrebbe essere correlata all'eccentricità)
- Stabilimento di base per motori nuovi o riavvolti
- Verifica della qualità dopo la riparazione del motore
Considerazioni sulla misurazione
- Richiede un intervallo di frequenza adeguato (Fmax > 2× RBPF)
- Potrebbero essere necessari accelerometri anziché sensori di velocità per le alte frequenze
- Misurazione sul telaio del motore o sull'alloggiamento del cuscinetto
- Confronta con motori di base o simili
Relazione con il rilevamento della barra rotta
Mentre il RBPF stesso indica problemi di traferro, i difetti della barra del rotore creano una firma diversa:
- Difetti della barra del rotore: Bande laterali attorno a 1× velocità di corsa a ±frequenza di slittamento
- Problemi RBPF: Ampiezza elevata al RBPF stesso (numero di barre × velocità)
- Entrambi possono coesistere: Eccentricità e barre rotte possibili simultaneamente
- Analisi completa: Controllare entrambi i modelli per una diagnosi motoria completa
La frequenza di passaggio delle barre del motore, sebbene meno comunemente monitorata rispetto alle frequenze dei cuscinetti o alle firme dei difetti delle barre del rotore, fornisce preziose informazioni diagnostiche sull'uniformità del traferro e sulla concentricità rotore-statore. La comprensione del calcolo del RBPF e del riconoscimento negli spettri di vibrazione completa il quadro diagnostico per la valutazione delle condizioni dei motori a induzione.
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