모터 바 통과 주파수 이해
모터 바 통과 주파수 — 로터 바 통과 주파수(rotor bar pass frequency), 로터 슬롯 주파수(rotor slot frequency), 또는 단순히 바 통과 주파수(bar pass frequency)라고도 불리는 이 값은 농형 유도 전동기의 로터 바가 고정자 슬롯 및 권선 옆을 지나가는 주파수입니다. 로터 바의 개수에 로터의 회전 주파수를 곱한 값과 같으므로, 운전 속도보다 훨씬 높은 위치에 나타나며 전동기 크기와 속도에 따라 일반적으로 약 200~2000 Hz 범위에 해당합니다. 정상적인 전동기에서는 진동 스펙트럼스펙트럼에서 진폭이 낮고 조용한 선으로 나타나지만, 그 값이 상승하면 이심률 로터와 고정자 사이의 에어 갭 문제 또는 기타 전자기적 불규칙성을 나타냅니다. 이는 다음 항목과 밀접하게 관련되어 있으나 구분됩니다. 로터 바 결함 — 파손된 바는 측파대 간격으로 슬립 주파수 1× 주변의 사이드밴드로 감지되며, 바 통과 선 자체가 상승하지는 않습니다.
1. 바 통과 주파수 계산
공식
RBPF = Nb × N / 60여기서 RBPF는 로터 바 통과 주파수(Hz), Nb 은 로터 바의 개수이며, N은 로터 속도(RPM)입니다.
이 공식의 구조는 다음과 같이 치형 또는 베인 계수 주파수에 사용되는 것과 동일합니다. 기어 맞물림 주파수 또는 베인 통과 주파수: 반복되는 형상의 수를 세고, 한 바퀴를 도는 횟수를 곱합니다. 바의 개수가 일반적으로 큰 수이므로, 결과값은 스펙트럼의 고주파 영역에 위치하게 됩니다.
풀이 예제
Small motor: 28 rotor bars at 1750 RPM gives RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz.
대형 전동기: 56 rotor bars at 3550 RPM gives RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz.
대형 기계의 바 통과 선이 3 kHz를 넘는다는 점에 유의하십시오. 이는 측정 체인이 해당 주파수까지 도달해야 이를 확인할 수 있다는 유용한 주의 사항입니다. 운전 속도와 차수 번호를 주파수로 신속하게 변환하려면, 고조파 주파수 계산기 산술 연산을 처리합니다.
바의 개수 확인 방법
- 전동기 명판 또는 제조사 데이터 시트를 참조하십시오.
- 수리 중 로터에 접근이 가능한 경우 직접 육안으로 계수하십시오.
- 진동 스펙트럼에서 명확히 식별된 피크로부터 역산하십시오.
- 전동기 크기 및 극 수에 따라 대략 16~80개의 바를 예상하십시오.
2. 물리적 메커니즘
회전자-고정자 상호작용
바 통과 주파수는 기계적 접촉이 아닌 자기적 상호작용에서 발생합니다:
- 회전자 바에는 유도 전류가 흐르며 자기장에 국부적인 교란을 일으킵니다.
- 회전자가 회전함에 따라 각 바는 고정자 슬롯을 차례로 스쳐 지나갑니다.
- 바가 고정자 치(teeth)와 정렬되었다가 그 사이를 통과할 때 자기 저항이 상승과 하강을 반복합니다.
- 이로 인해 구조물에 소규모의 맥동 전자기력이 발생합니다.
- 맥동 속도는 바가 통과하는 속도, 즉 바 통과 주파수와 동일합니다.
균일 대 불균일 공극
- 균일한 공극: 회전자 반대편 바들의 힘 기여분이 대체로 상쇄되어 RBPF 진폭이 낮게 유지됩니다.
- 편심 회전자: 상호작용이 비대칭이 되어 상쇄 효과가 무너지고 RBPF 진폭이 상승합니다.
- 진단 값: 따라서 RBPF 선의 높이는 공극 균일도를 직접적으로 나타내는 지표입니다.
3. 진단적 의의
정상 상태
- RBPF 피크는 존재하지만 매우 작으며 — 흔히 0.5 mm/s 미만입니다.
- 노이즈 플로어 위로 거의 보이지 않을 수 있습니다.
- 이를 둘러싸는 사이드밴드가 없습니다.
- 이 특성 신호는 균일한 공극과 양호한 회전자-고정자 동심도를 확인해 줍니다.
상승한 RBPF가 의미하는 것
공극 편심. 회전자가 고정자 보어 내에서 중심을 벗어난 위치에 있으면 RBPF 진폭이 증가하며, ±1× 운전 속도의 사이드밴드가 나타날 수 있습니다. 이 패턴은 극 통과 주파수 가 동일한 결함 하에서 상승하는 방식과 유사합니다.
회전자-고정자 정렬 불량. 회전자 축이 고정자 축과 평행하지 않으면 공극이 모터’s 길이 방향을 따라 달라지며, RBPF와 그 고조파 모두 상승합니다.
파손 또는 손상된 회전자 바. 이것은 완전히 다른 특성 신호입니다: 파손된 바는 바 통과 선의 높이를 높이는 것이 아니라 슬립 주파수 간격으로 1× 주변에 사이드밴드를 형성합니다. 참조: 부러진 로터 바 및 로터 바 결함 전체 진단 세부 정보를 확인하십시오.
4. 바 통과 주파수와 다른 주파수의 구별
RBPF와 베어링 주파수 비교
- RBPF: 일반적으로 200~3000 Hz이며, 모터 설계에 따라 결정됩니다.
- 베어링 주파수: 모터 베어링의 경우 일반적으로 50~500 Hz입니다.
- 구별 방법: 양쪽 모두 계산하여 관측된 피크와 비교하십시오.
- 겹침 여부 확인: 대형 모터에서는 RBPF가 다음과 동일한 대역에 해당할 수 있습니다. 베어링 결함 주파수, 따라서 조치를 취하기 전에 발생원을 확인하십시오.
RBPF와 고정자 슬롯 주파수 비교
- 고정자 슬롯 통과 주파수: 고정자 슬롯 수 × 운전 속도 — 거의 중요하지 않은 경우가 많습니다.
- RBPF: 회전자 바 수 × 운전 속도 — 보다 일반적으로 관측됩니다.
- Both present: 일부 모터에서는 각각 모두 나타날 수 있으며, 이를 분리하려면 바 수와 슬롯 수를 파악해야 합니다.
5. 실제 적용
RBPF 모니터링이 필요한 경우
- 에어 갭 문제가 의심될 때.
- 베어링 교체 후 회전자가 올바르게 센터링되었는지 확인할 때.
- 편심과 함께 나타날 수 있는 2× 전원 주파수가 상승할 때.
- 다음에 대한 기준선 신규 또는 재권선 모터의 기준선 설정 시.
- 모터 수리 후 품질 점검 시.
측정 시 고려사항
- 분석기의 주파수 범위는 RBPF의 두 배(F최대 > 2 × RBPF)를 충분히 초과하여 다음 없이 캡처할 수 있어야 합니다. 앨리어싱.
- 안 가속도계 일반적으로 다음보다 필요합니다. 속도 센서, 주파수가 높기 때문입니다.
- 모터 프레임 또는 베어링 하우징에서 측정하십시오.
- 항상 기준 데이터 또는 유사한 정상 모터와 비교하여 판단하십시오.
6. 모터 진단에서 바 통과 주파수의 역할
두 가지 모터-로터 특성을 명확히 구분하는 데 도움이 됩니다. 바 통과 선은 공극 형상을 나타내며, 파손된 바는 케이지의 전기적 무결성을 나타냅니다. 실제로는 두 가지가 동시에 나타날 수 있으므로, 철저한 electrical-fault 진단은 각각을 개별적으로 확인합니다:
- 로터 바 결함: 슬립 주파수 간격으로 1× 운전 속도 주변에 나타나는 사이드밴드.
- RBPF issues: 바 통과 선 자체(바 수 × 회전속도)에서의 진폭 상승.
- 두 가지는 공존할 수 있습니다: 편심과 파손된 바는 상호 배타적이지 않습니다.
- 종합 진단: 전체적인 상황을 파악하기 위해 두 패턴 모두 검토하십시오.
이러한 고주파 전자기 진단은 유도 전동기 건강 평가의 한 축을 이루며, 다른 한 축은 저주파 기계적 영역인 불균형 및 정렬 불량. 다음과 같은 휴대용 2채널 계측기 발란셋-1A 은 기계적 측면을 다루며, 로터를 자체 베어링에서 밸런싱하고 결과를 검증하는 데 필요한 1× 진폭과 위상을 포착합니다 — 여기서 설명하는 스펙트럼 모터 검사의 자연스러운 보완 수단입니다.
모터 바 통과 주파수는 베어링 주파수나 파손 바 신호만큼 일상적으로 주목받지는 않지만, 공극 균일성과 로터-스테이터 동심도에 관한 실질적인 진단 가치를 지닙니다. 계산 방법과 스펙트럼에서의 식별 방법을 파악하면 농형 유도 전동기의 상태 평가를 위한 진단 시야가 넓어집니다.
