電気周波数とは？モーターのライン周波数• ポータブルバランサー、振動アナライザー「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 電気周波数とは？モーターのライン周波数• ポータブルバランサー、振動アナライザー「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

電気周波数とは？モーターのライン周波数

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モーターの電気周波数を理解する

定義: 電気周波数とは何ですか?

電気周波数 （ライン周波数、主電源周波数、または電力周波数とも呼ばれる）は、電気モーターやその他の電気機器に供給される交流電流（AC）の周波数です。世界的に標準的な電気周波数は、北米、南米の一部、および一部のアジア諸国では60Hz（ヘルツ）、ヨーロッパ、アジアの大部分、アフリカ、およびオーストラリアでは50Hzです。この周波数はACモーターの同期速度を決定し、特徴的な電磁力と 振動 ライン周波数の倍数での成分。.

モーター 振動解析, 電気周波数とその高調波（特に 2 倍のライン周波数）は、電磁気の問題、ステータの問題、およびエアギャップの不規則性に関する重要な診断指標です。.

モーター速度との関係

同期速度計算

AC誘導モーターの場合、同期速度は電気周波数によって決まります。

  • いいえ同期 = (120 × f) / P
  • ここでN同期 = 同期速度（RPM）
  • f = 電気周波数（Hz）
  • P = モーターの極数

一般的なモーター速度

60 Hzシステムの場合

  • 2極モーター: 3600 RPM同期（スリップを含む実際の回転数は約3550 RPM）
  • 4極モーター: 1800 RPM同期（実際は約1750 RPM）
  • 6極モーター: 1200 RPM同期（実際は約1170 RPM）
  • 8極モーター: 900 RPM同期（実際は約875 RPM）

50 Hzシステムの場合

  • 2極モーター: 3000 RPM同期（実際は約2950 RPM）
  • 4極モーター: 1500 RPM同期（実際は約1450 RPM）
  • 6極モーター: 1000 RPM同期（実際は約970 RPM）
  • 8極モーター: 750 RPM同期（実際は約730 RPM）

スリップ周波数

同期速度と実速度の違い:

  • スリップ周波数（fs）=（N同期 – いいえ実際の) / 60
  • 標準スリップ：同期速度1-5%
  • スリップ周波数は通常1～3 Hz
  • 荷重依存：滑りは荷重とともに増加する
  • ローターの電気的欠陥の診断に重要

電磁振動部品

2×ライン周波数（最重要）

主要な電磁振動成分：

  • 60 Hz システム: 2 × 60 = 120 Hzの振動成分
  • 50 Hz システム: 2 × 50 = 100 Hzの振動成分
  • 原因： 固定子と回転子の間の磁力は、ライン周波数の2倍で脈動する。
  • 常に存在: すべてのACモータの正常特性（低振幅正常）
  • 振幅の増大: ステータの問題、エアギャップの問題、または磁気不均衡を示します

ライン周波数（1×f）

  • 50 Hzまたは60 Hz成分
  • 通常、2×fよりも低い振幅
  • 供給電圧の不均衡を示すことができる
  • 固定子巻線の故障で発生する可能性がある

高調波

  • 4×f、6×fなど（60 Hzシステムの場合は240 Hz、360 Hz）
  • 巻き取りの問題やコアの積層問題を示している可能性があります
  • 健康な運動では典型的には振幅が低い

診断的意義

通常の2×f振幅

  • 通常 1×（走行速度）振動の< 10%
  • 時間の経過とともに比較的一定
  • あらゆる方向に存在するが、放射状に最も強く現れることが多い

2×fの上昇は問題を示す

ステータ巻線の問題

  • ターン間ショート、位相不均衡
  • 2×f振幅は時間とともに増加する
  • 気温上昇を伴う場合がある
  • 相間で測定可能な電流不均衡

エアギャップ偏心

  • ローターの偏心またはベアリングの摩耗による不均一なエアギャップ
  • 不均衡な磁力を生み出す
  • 2×fと極通過周波数が上昇
  • 機械的効果と電磁気的効果の組み合わせ

ソフトフットまたはフレーム共振

  • モータフレームの固有振動数が2×f付近の場合
  • 構造共鳴は電磁振動を増幅する
  • フレームの振動はベアリングの振動よりもはるかに大きい
  • 構造補強またはフレーム減衰によって修正可能

可変周波数ドライブ（VFD）

VFDによる電気周波数への影響

  • VFDは可変出力周波数（通常0～120 Hz）を生成します。
  • モーター速度はVFD出力周波数に比例します
  • すべての電磁周波数はVFD出力周波数に比例する
  • PWMスイッチングにより追加の高周波成分が生成される

VFD特有の振動問題

  • スイッチング周波数: PWMスイッチングからのkHz範囲のコンポーネント
  • ベアリング流: 高周波電流はベアリングを損傷する可能性がある
  • ねじり振動: さまざまな周波数でのトルク脈動
  • 共鳴励起: 可変速度で共振をスイープできる

実践的な診断例

ケース1：高2×f振動

  • 症状： 4極、60 Hzモーター（1750 RPM）、120 Hz振動= 6 mm/s
  • 分析： 120 Hzは走行速度の1倍の振動（2 mm/s）よりもはるかに高い
  • 診断： ステータ巻線の問題またはエアギャップの偏心
  • 確認： 熱画像によりステータのホットスポットが明らかになり、電流の不均衡が測定された
  • アクション： モーターを巻き戻すか交換する

ケース2: 走行速度付近のサイドバンド

  • 症状： 1×±2Hz（スリップ周波数）でピークに達する
  • 診断： 破損したローターバー
  • 確認： MCSAは電流で同じサイドバンドパターンを示す
  • 進行状況: 振幅の増加を監視して交換を計画する

監視のベストプラクティス

スペクトル分析のセットアップ

  • 2×fと高調波を捉えるために、Fmax（最大周波数）が500Hz以上であることを確認する
  • 近接したサイドバンドを分離するのに十分な解像度（スリップ周波数解析の分解能 < 0.5 Hz）
  • 複数の方向（水平、垂直、軸方向）で測定

ベースラインの確立

  • モーターが新品または巻き直した直後の2×f振幅を記録する
  • 施設内の各モータータイプの正常レベルを確立する
  • アラーム制限を設定する（通常、2×fの場合はベースラインの2～3倍）

トレンドパラメータ

  • 2倍のライン周波数振幅とトレンド
  • 極通過周波数成分
  • サイドバンドの振幅とパターン
  • 全体的な振動レベル
  • ベアリング状態インジケーター

電気周波数は、ACモーターの動作と診断を理解する上で不可欠です。振動スペクトルにおける電源周波数成分（特に2×f）を認識し、それらが電磁現象とどのように関係しているかを理解することで、モーターの機械的故障と電気的故障を区別し、適切な診断と是正措置を講じることができます。.

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