나이퀴스트 플롯(극좌표 플롯) 이해
A 나이퀴스트 플롯 — 흔히 ~라고 불리는 극좌표 플롯 진동 분석에서 —는 극좌표계 상에서 변화하는 진동 벡터를 나타내는 그래프입니다. 이와 달리 보드 플롯, 이로 인해 퍼집니다 진폭 및 단계 두 개의 별도 직교 좌표계 그래프에 표시된 정보를 나이퀴스트 도표는 하나의 그림으로 통합합니다. 원점으로부터의 거리는 진동의 진폭을 나타내고, 도표 주위의 각도는 위상각을 나타내므로, 곡선상의 모든 점은 하나의 완전한 진동 벡터를 구성합니다.
1. 정의: 하나의 도표에 나타낸 진폭과 위상
이 그래프는 일반적으로 기기의 시동 또는 정지 과정에서 속도가 변함에 따라 1×(동기) 진동 벡터의 끝점이 그리는 궤적을 보여줍니다. 곡선 상에는 속도가 색상이나 기호로 표시되어 있어, 분석가는 벡터의 크기와 방향뿐만 아니라 각 데이터 포인트가 기록된 시점의 분당 회전수(RPM)도 확인할 수 있습니다.
- 그 원점(중심)으로부터의 거리 진동의 진폭을 나타냅니다. 바깥쪽으로 갈수록 반응이 더 큽니다.
- 그 플롯 주변의 각도 represents the 위상각 ~에 대한 진동의 타코미터 reference.
두 축 모두 하나의 회전 성분을 나타내기 때문에, 나이퀴스트 도표는 두 개의 추세선이 아닌 벡터의 궤적으로 해석되며, 바로 이러한 간결성 덕분에 공진점 근처에서 특히 유용한 정보를 제공해 줍니다.
2. 나이퀴스트 도표가 중요한 이유는 무엇인가?
나이퀴스트 도표는 기계의 동적 응답을 한눈에 파악할 수 있게 해줍니다. 보드 도표와 마찬가지로, 이 도표의 주된 목적은 식별하고 분석하는 데 있습니다. 임계 속도 - 의 공명 로터-베어링 시스템의.
나이퀴스트 플롯에서 임계 속도의 고전적 지표는 다음과 같습니다. 고리. 속도가 a에 가까워지면 고유 진동수, 진폭이 증가하고 곡선이 원점으로부터 멀어집니다. 속도가 임계 속도를 통과하면 위상이 180도 변하며, 벡터의 끝점이 회전하여 원이나 고리를 형성합니다. 최대 진폭 지점은 고리의 정점이며, 임계 속도 자체는 고리 위의 90도 위상 변위 지점에 위치합니다. 이는 보드 도표에서 볼 수 있는 점진적인 위상 경사보다 훨씬 더 명확한 지표입니다.
3. 나이퀴스트 도표 해석
루프의 모양, 크기 및 방향은 로터의 상태와 동적 특성에 관한 중요한 진단 정보를 담고 있습니다.
- 제동: 루프의 직경은 시스템과 반비례 관계에 있다 감쇠. 크고 모양이 고른 원은 감쇠가 적고 증폭이 크다는 것을 나타내며, 작고 촘촘한 고리는 감쇠가 잘 된 시스템을 나타냅니다.
- 이방성 (분할 크리티컬): 로터 시스템의 수평 및 수직 방향 강성이 서로 다른 경우, 그래프에는 두 개의 뚜렷하고 겹치는 루프가 나타날 수 있는데, 이는 방향성에 기인한 명백한 “분할 임계점” 현상입니다. 강성.
- 중점 조사 지역: 루프의 방향은 로터의 무게 불균형 지점(heavy spot)을 찾는 데 도움이 됩니다 — 불균형 — 샤프트의 위상 기준 표시를 기준으로 하여, 이는 보정 무게 should go.
- 시스템 변경: 시간에 따른 나이퀴스트 도표를 비교하면 기계 상태의 변화를 파악할 수 있습니다. 루프의 크기나 모양이 변하면 감쇠나 강성의 변화가 있음을 나타내며, 이는 균열된 로터, a loose 기초, 또는 베어링 특성의 변화.
- 밸런싱: 이 플롯은 고급 단계에서 사용됩니다 flexible-rotor 균형 잡기. 루프가 어떻게 움직이는지 관찰함으로써 시험 중량 이 추가되면, 분석가는 영향 계수 균형 해를 구하는 데 필요합니다.
4. 현장에서 데이터 수집
나이퀴스트 플롯의 정확도는 그 기반이 되는 동기화된 진폭 및 위상 데이터의 품질에 달려 있으며, 해당 데이터는 속도 스윕을 통해 획득한 회전당 한 번의 깨끗한 위상 기준 신호에 의존합니다. 현장에서는 다음과 같은 휴대용 2채널 분석기 발란셋-1A 측정 기간 동안 광학 타코미터 펄스에 대한 1× 진폭 및 위상을 측정합니다. 런업 또는 코스트다운, 벡터 대 속도 기록을 제공하여 이를 바탕으로 극좌표도를 그립니다. 동일한 진폭 및 위상 측정값이 필드 밸런싱따라서 하나의 기기가 공진을 특징짓는 동시에 이를 유발하는 불균형을 보정하게 됩니다. 특정 차수 선이 실제로 작동 범위 내에서 고유 주파수와 교차하는지 확인하기 위해, 분석가는 먼저 간섭 현상을 캠벨 다이어그램 계산기.
5. 나이퀴스트 도표 대 보드 도표
나이퀴스트 도표와 보드 도표는 동일한 데이터(속도에 대한 1× 진폭 및 위상)를 서로 다른 형식으로 표시하며, 어느 것을 선택할지는 주로 분석가의 선호도와 강조하고자 하는 특징에 따라 결정됩니다.
- 보드 도표: 속도 축이 선형이고 눈금 맞추기가 쉬우므로, 피크 진폭의 정확한 RPM과 180도 위상 변이의 정확한 시작 및 종료 지점을 파악하는 데 더 적합합니다.
- Nyquist plot: 전체 동적 응답을 한눈에 파악하기에 더 적합합니다. 이 방법은 루프 크기를 통해 감쇠량을 보여주는 데 탁월하며, 분할 임계점을 겹치는 루프로 드러내는 데도 뛰어난데, 이 두 가지 모두 보드 도표보다 훨씬 직관적으로 파악할 수 있습니다.
이와 밀접한 관련이 있는 전시물은 샤프트 궤도이는 속도에 대한 단일 벡터 대신 방위면 내의 운동을 나타내는 그래프입니다. 대부분의 현대적인 진동 분석기 세 가지 모두를 그릴 수 있으며, 숙련된 분석가들은 이를 종합적으로 활용합니다 로터 역학 진단.
