홀로스펙트럼 이해
정의: Holospectrum이란 무엇인가요?
홀로스펙트럼 (전체 스펙트럼이라고도 함)은 고급 주파수 분석 기술입니다. 로터 동역학 X와 Y(수평 및 수직)를 동시에 처리하는 진동 샤프트 운동을 전진 세차 운동 성분(회전 방향과 같은 방향으로 공전)과 후진 세차 운동 성분(회전 방향과 반대 방향으로 공전)으로 분리하기 위한 측정. 기존 방식과 달리 스펙트럼 진동 크기만 표시하는 반면, 홀로스펙트럼은 양의 주파수(정방향)와 음의 주파수(역방향)를 모두 표시하여 불안정성 진단, 강제 진동과 자체 여기 진동 식별, 로터 동적 동작 특성화에 중요한 로터 궤도 운동 방향에 대한 완전한 정보를 제공합니다.
Holospectrum은 주로 다음과 함께 사용됩니다. 근접 프로브 주요 터보기계에 대한 측정(XY 쌍)을 통해 표준 단일축 스펙트럼에서는 보이지 않는 현상을 밝혀냅니다. 터빈, 압축기, 발전기의 복잡한 진동 문제를 해결하는 로터 동역학 전문가를 위한 전문가 수준의 진단 도구입니다.
이론적 근거
전진 대 후진 세차 운동
- 전방 세차 운동: 샤프트 중심은 샤프트 회전과 같은 방향으로 궤도를 이룹니다(가장 일반적)
- 후진 세차 운동: 샤프트 궤도가 회전 방향과 반대입니다(특정 문제를 나타냄)
- 중요성: 방향은 여기 메커니즘과 결함 유형을 나타냅니다.
표준 스펙트럼 제한
- 단일 축 FFT는 앞뒤를 구별할 수 없습니다.
- 둘 다 동일한 주파수 구성 요소로 나타납니다.
- 방향 정보가 손실되었습니다
- 해석의 모호성
홀로스펙트럼 솔루션
- XY 측정을 함께 처리합니다
- 방향성 구성요소를 수학적으로 분리합니다.
- 앞으로: 양의 주파수
- 뒤로: 음수 주파수
- 완전한 로터 동작 특성 분석
응용 프로그램 및 진단
불안정성 진단
- 오일 휩/휘핑: 음의 주파수로 나타남(처음에는 역방향 세차운동)
- 증기 회오리: 하위 동기 역방향 구성 요소
- 신분증: Holospectrum은 불안정성과 불균형을 즉시 식별합니다.
강제 진동 vs. 자기 여기 진동
- 불균형(강제): 1×에서 강력한 전방 구성 요소, 최소 후방 구성 요소
- 불안정성(자기흥분): 중요한 역방향 구성 요소
- 구별: 홀로스펙트럼에서는 명확하지만 표준 스펙트럼에서는 모호함
로터 마찰 감지
- 마찰로 인해 종종 뒤로 움직이는 구성 요소가 생성됩니다.
- 마찰력은 역세차를 구동합니다
- Holospectrum은 마찰에 따른 역방향 운동을 보여줍니다.
자이로스코픽 효과
- 전방 및 후방 회전 모드는 서로 다른 주파수에서 분리됩니다.
- Holospectrum은 두 가지 모드를 모두 선명하게 보여줍니다.
- 로터 동역학 모델을 검증합니다.
데이터 요구 사항
XY 측정 쌍
- 두 개의 수직 진동 측정이 필요합니다.
- 일반적으로 XY 근접 프로브 쌍에서
- 공간적으로 90° 떨어져 있어야 합니다.
- 동기화된 샘플링이 필수입니다
상대 위상
- X와 Y의 직교 관계를 통해 방향 결정이 가능
- X가 Y보다 90° 앞선다 → 앞으로
- X는 Y보다 90° 뒤쳐짐 → 뒤로
- 위상 정확도가 중요합니다
해석
홀로스펙트럼 디스플레이
- 수평축: 주파수(정방향은 양수, 역방향은 음수)
- 수직축: 진폭
- 제로 센터: 플롯 중심의 주파수가 0입니다.
- 오른쪽: 전방 세차 성분(+1×, +2× 등)
- 왼쪽: 후진 세차 성분(-1×, -2× 등)
일반적인 패턴
건강한 로터
- +1×의 큰 전방 구성 요소(불균형)
- 후방 구성 요소가 작거나 없음
- 정상적인 강제 진동을 나타냅니다.
오일 소용돌이
- 음의 하위 동기 주파수에서 중요한 구성 요소
- 예: -0.45× (로터 속도 45%에서 뒤로)
- 베어링으로 인한 불안정성 진단
정렬 불량
- 강력한 +2× 전방 구성 요소
- 최소 역방향
- 정렬 불량으로 인한 강제 진동을 확인합니다.
장점
진단의 명확성
- 불안정성과 불균형을 즉시 구별합니다.
- 로터 마찰 조건을 식별합니다.
- 복잡한 로터 동작을 특성화합니다.
- 진단의 모호성을 줄입니다
완전성
- 궤도 운동에 대한 전체 정보
- 정보 손실 없음(단일 축 분석 대비)
- 완전한 로터 동역학 그림
제한 사항
XY 측정이 필요합니다
- 단일 축 데이터에는 적용되지 않습니다.
- 근접 프로브 쌍 또는 동기화된 가속도계가 필요합니다.
- 더 비싼 계측기
복잡성
- 표준 스펙트럼보다 더 복잡함
- 세차 운동 개념에 대한 이해가 필요합니다.
- 통역에는 전문성이 필요합니다
- 일상적인 분석 기술이 아닙니다
제한된 적용
- 주로 로터 동역학 문제
- 베어링 결함, 기어에는 덜 유용함
- 특수 도구, 일반 용도가 아님
Holospectrum을 언제 사용해야 하나요?
적절한 사례
- 로터 불안정성 의심
- 비동기 진동 조사
- 마찰 진단
- 중요한 터보기계 문제 해결
- 로터 동역학 검증
필요하지 않음
- 일상적인 불균형 또는 정렬 불량
- 베어링 결함 분석
- 단일 축 측정
- 일반 기계 조사
홀로스펙트럼 분석은 전방 및 후방 세차 운동 성분을 분리하여 완전한 궤도 운동 특성을 제공하는 고급 로터 동역학 진단 기법입니다. 전문적인 XY 측정 및 전문 지식을 필요로 하지만, 홀로스펙트럼은 특히 불안정성과 마찰에 대한 독보적인 진단적 통찰력을 제공하며, 이는 기존의 단일축 스펙트럼 분석으로는 얻을 수 없는 수준입니다. 따라서 중요한 터보기계의 복잡한 로터 동역학 문제를 전문적으로 분석하는 데 필수적인 도구입니다.
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