전기 주파수란 무엇인가요? 모터의 선 주파수 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 전기 주파수란 무엇인가요? 모터의 선 주파수 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

전기 주파수란 무엇인가? 모터의 라인 주파수

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모터의 전기 주파수 이해

정의: 전기 주파수란 무엇인가?

전기 주파수 (선로 주파수, 주전원 주파수 또는 전력 주파수라고도 함)는 전기 모터 및 기타 전기 장비에 공급되는 교류(AC)의 주파수입니다. 전 세계적으로 두 가지 표준 전기 주파수는 북미, 남미 일부 지역 및 일부 아시아 국가에서는 60Hz(헤르츠)이고, 유럽, 아시아 대부분, 아프리카 및 호주에서는 50Hz입니다. 이 주파수는 AC 모터의 동기 속도를 결정하고 특성 전자기력을 생성합니다. 진동 회선 주파수의 배수에 해당하는 구성 요소.

모터에서 진동 분석, 전기 주파수와 그 고조파(특히 2배 회선 주파수)는 전자기 문제, 고정자 문제, 공극 불규칙성에 대한 중요한 진단 지표입니다.

모터 속도와의 관계

동기 속도 계산

AC 유도 전동기의 경우 동기 속도는 전기 주파수에 의해 결정됩니다.

  • N동조 = (120 × f) / P
  • 여기서 N동조 = 동기 속도(RPM)
  • f = 전기 주파수(Hz)
  • P = 모터의 극수

일반적인 모터 속도

60Hz 시스템의 경우

  • 2극 모터: 3600 RPM 동기식(슬립이 있는 경우 실제 ~3550 RPM)
  • 4극 모터: 1800 RPM 동기식(실제 ~1750 RPM)
  • 6극 모터: 1200 RPM 동기식(실제 ~1170 RPM)
  • 8극 모터: 900 RPM 동기식(실제 ~875 RPM)

50Hz 시스템의 경우

  • 2극 모터: 3000 RPM 동기식(실제 ~2950 RPM)
  • 4극 모터: 1500 RPM 동기식(실제 ~1450 RPM)
  • 6극 모터: 1000 RPM 동기식(실제 ~970 RPM)
  • 8극 모터: 750 RPM 동기식(실제 ~730 RPM)

슬립 빈도

동기 속도와 실제 속도의 차이:

  • 슬립 주파수(fs) = (N동조 - N실제) / 60
  • 일반적인 슬립: 동기 속도의 1-5%
  • 슬립 주파수는 일반적으로 1-3Hz입니다.
  • 하중에 따라 다름: 하중에 따라 미끄러짐이 증가합니다.
  • 로터 전기 결함 진단에 중요

전자기 진동 부품

2× 회선 주파수(가장 중요)

지배적인 전자기 진동 구성 요소:

  • 60Hz 시스템: 2 × 60 = 120Hz 진동 성분
  • 50Hz 시스템: 2 × 50 = 100Hz 진동 성분
  • 원인: 고정자와 회전자 사이의 자기력은 두 배의 회선 주파수로 맥동합니다.
  • 항상 존재함: 모든 AC 모터의 일반적인 특성(저진폭 정상)
  • 증가된 진폭: 고정자 문제, 공극 문제 또는 자기 불균형을 나타냅니다.

라인 주파수(1×f)

  • 50Hz 또는 60Hz 구성 요소
  • 일반적으로 2×f보다 진폭이 낮습니다.
  • 공급 전압 불균형을 나타낼 수 있습니다
  • 고정자 권선 결함으로 나타날 수 있음

고조파

  • 4×f, 6×f 등 (60Hz 시스템의 경우 240Hz, 360Hz)
  • 권선 문제 또는 코어 적층 문제를 나타낼 수 있습니다.
  • 일반적으로 건강한 모터에서는 진폭이 낮습니다.

진단적 의의

일반 2×f 진폭

  • 일반적으로 < 1× (주행속도) 진동의 10%
  • 시간이 지나도 비교적 일정함
  • 모든 방향에 존재하지만 종종 방사형으로 가장 강함

2×f가 높으면 문제가 있음을 나타냅니다.

고정자 권선 문제

  • 턴투턴 단락, 위상 불균형
  • 시간이 지남에 따라 증가하는 2×f 진폭
  • 온도 상승이 동반될 수 있음
  • 각 단계 간 측정 가능한 전류 불균형

공극 편심

  • 로터 편심 또는 베어링 마모로 인한 불균일한 공기 간격
  • 불균형한 자기적 당김을 생성합니다.
  • 2×f 및 극 통과 주파수가 높아짐
  • 기계적 효과와 전자기적 효과의 조합

소프트 풋 또는 프레임 공명

  • 모터 프레임의 고유 진동수가 2×f에 가까울 경우
  • 구조적 공명은 전자기 진동을 증폭시킨다
  • 프레임 진동은 베어링 진동보다 훨씬 높습니다.
  • 구조 강화 또는 프레임 감쇠를 통해 수정 가능

가변 주파수 드라이브(VFD)

VFD가 전기 주파수에 미치는 영향

  • VFD는 가변 출력 주파수(일반적으로 0~120Hz)를 생성합니다.
  • VFD 출력 주파수에 비례한 모터 속도
  • 모든 전자기 주파수는 VFD 출력 주파수에 따라 조정됩니다.
  • PWM 스위칭은 추가적인 고주파 구성요소를 생성합니다.

VFD 관련 진동 문제

  • 스위칭 주파수: PWM 스위칭의 kHz 범위 구성 요소
  • 베어링 해류: 고주파 전류는 베어링을 손상시킬 수 있습니다.
  • 비틀림 진동: 다양한 주파수에서의 토크 맥동
  • 공명 여기: 가변 속도는 공진을 통과할 수 있습니다.

실제 진단 사례

사례 1: 높은 2×f 진동

  • 징후: 4극, 60Hz 모터(1750RPM), 진동 120Hz = 6mm/s
  • 분석: 120Hz는 1× 주행 속도 진동(2mm/s)보다 훨씬 높습니다.
  • 진단: 고정자 권선 문제 또는 공극 편심
  • 확인: 열화상은 고정자의 핫스팟을 보여주고 전류 불균형을 측정합니다.
  • 행동: 모터를 되감거나 교체하세요

사례 2: 실행 속도 주변의 측대역

  • 징후: 1× ± 2 Hz(슬립 주파수)에서 피크
  • 진단: 부러진 로터 바
  • 확인: MCSA는 현재 동일한 측파대 패턴을 보여줍니다.
  • 진행: 교체 계획을 위해 진폭 증가를 모니터링합니다.

모니터링 모범 사례

스펙트럼 분석 설정

  • 2×f 및 고조파를 포착하려면 Fmax(최대 주파수) > 500Hz를 보장하세요.
  • 밀접하게 간격이 있는 측파대를 분리하기 위한 적절한 해상도(슬립 주파수 분석을 위한 < 0.5 Hz 분해능)
  • 여러 방향(수평, 수직, 축)으로 측정

기준선 설정

  • 모터가 새 것이거나 새로 되감긴 경우 2×f 진폭을 기록합니다.
  • 시설 내 각 모터 유형에 대한 정상 수준 설정
  • 알람 한계 설정(일반적으로 2×f의 경우 기준선의 2-3×)

추세 매개변수

  • 2× 라인 주파수 진폭 및 추세
  • 폴 패스 주파수 성분
  • 측파대 진폭 및 패턴
  • 전반적인 진동 수준
  • 베어링 상태 표시기

전기 주파수는 AC 모터 작동 및 진단을 이해하는 데 필수적입니다. 진동 스펙트럼에서 라인 주파수 성분(특히 2×f)을 파악하고 전자기 현상과의 관계를 이해하면 기계적 및 전기적 모터 고장을 구분하여 적절한 진단 및 시정 조치를 취할 수 있습니다.

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