폴 패스 주파수 이해
정의: 폴 패스 주파수란 무엇인가?
폴 패스 주파수 (PPF, 일부 맥락에서는 슬롯 패스 주파수라고도 함)는 진동 AC 모터에서 회전자가 고정자 자극을 지날 때 발생하는 주파수입니다. 고정자 자극 수에 회전자 회전 속도를 곱하여 계산합니다(PPF = 극 수 × RPM / 60). 자극 통과 주파수는 진동을 유발하는 전자기력을 생성하며, 모터에 공극 편심이나 회전자-고정자 정렬 문제가 있을 경우 크게 증폭될 수 있습니다.
PPF는 극 통과 주파수에서 진폭이 증가하고 그로 인해 진단적으로 중요합니다. 측파대 편심 로터 위치, 불균일한 공기 간격, 동적 로터-스테이터 상호 작용과 같은 전자기적 문제를 나타내며, 순수한 기계적 결함과 전자기적 문제를 구별하는 데 도움이 됩니다.
폴 패스 주파수 계산
기본 공식
- PPF = P × N / 60
- 여기서 P = 극의 수
- N = 실제 로터 속도(RPM)
- Hz 단위 결과
예제
1750RPM(60Hz 공급)의 4극 모터
- PPF = 4 × 1750 / 60 = 116.7Hz
- 이 주파수는 진동 스펙트럼에 나타납니다.
- ±1× 실행 속도(±29.2Hz)에서의 측대역 편심 진단
970RPM(50Hz 공급)의 6극 모터
- PPF = 6 × 970 / 60 = 97Hz
- 2배 라인 주파수(100Hz)에 가까우며 겹칠 수 있습니다.
- 구별하기 위해서는 신중한 스펙트럼 분석이 필요할 수 있습니다.
물리적 메커니즘
전자기력 생성
PPF가 발생하는 이유 이해하기:
- 고정자 권선은 동기 속도에서 회전 자기장을 생성합니다.
- 자기극으로 구성된 필드(NSNS 패턴)
- (미끄러짐으로 인해 약간 느리게 작동하는) 로터가 이 기둥을 지나갑니다.
- 각 극 통로는 회전자에 자기력을 생성합니다.
- P극을 사용하면 회전자는 회전당 P힘 펄스를 경험합니다.
- 힘 맥동의 주파수 = P × 로터 속도 = PPF
균일한 공기 간격(건강한 모터)
- 스테이터 보어 중앙에 로터가 위치함
- 원주 주위에 균일한 공기 간격
- 자기력은 균형을 이루고 서로 상쇄됩니다.
- PPF 진동 매우 낮은 진폭
편심 공기 간격(결함 있는 모터)
- 베어링 마모, 샤프트 굽힘 또는 제조 오류로 인해 로터가 중심에서 벗어남
- 한쪽은 공기 간격이 작고 반대쪽은 공기 간격이 더 큽니다.
- 자기력 불균형(틈이 작은 곳에서는 더 강함)
- PPF에서의 순 반경 방향 힘
- PPF 진폭이 상승하고 측파대가 생성됩니다.
측파대와 진단 패턴
정적 편심
로터 중심 오프셋은 스테이터에 비해 고정되어 있습니다.
- 무늬: ±1× 실행 속도의 사이드밴드를 갖춘 PPF
- 예: PPF ± fr(여기서 fr = 로터 속도)
- 원인: 베어링 마모, 굽은 샤프트, 로터 이심률
- 진폭: 측파대 진폭은 편심의 심각도를 나타냅니다.
동적 편심
로터 중심은 스테이터 중심 주위를 공전합니다(회전).
- 무늬: 복잡한 측파대 구조를 갖는 PPF
- 원인: 로터-스테이터 마찰, 베어링 느슨함
- 더 심각한 경우: 동적 상호작용을 나타냅니다
혼합된 편심
- 정적과 동적의 조합
- 실제 모터에서 가장 흔함
- 복잡한 측파대 패턴
- 해석하려면 신중한 분석이 필요합니다.
진단 해석
낮은 PPF 진폭(< 0.5mm/초)
- 정상 상태
- 균일한 공기 간격
- 좋은 로터-스테이터 동심도
- 시정 조치가 필요하지 않습니다
중간 PPF(0.5-2.0mm/s)
- 약간의 공기 간격 불균일성
- 모니터 추세
- 베어링 상태 확인
- 접근 가능한 경우 로터 위치를 확인하세요.
- 당장은 중요하지 않지만 주의가 필요합니다.
높은 PPF(> 2.0 mm/s)
- 심각한 편심 또는 공극 문제
- 강한 측파대가 존재합니다
- 로터-스테이터 접촉 위험
- 전자기력 증가로 인한 피해 가속화
- 수리 또는 교체 계획
다른 모터 주파수와의 관계
모터 스펙트럼의 주파수 계층
- 실행 속도(1×): 1750 RPM 모터의 경우 ~29Hz
- 슬립 빈도: 일반적으로 1-3Hz
- 회선 주파수: 50Hz 또는 60Hz
- PPF: P × 실행 속도(예: 4극 1750RPM의 경우 117Hz)
- 2× 회선 주파수: 100Hz 또는 120Hz
- 로터 바 패스: 로터 바 수 × 주행 속도
교정 방법
기계적 편심에 대해
- 마모된 베어링을 교체하여 적절한 로터 중심을 복원합니다.
- 구부러진 샤프트를 교정하거나 로터를 교체하세요
- 설치 오류가 있는 경우 로터를 다시 장착하세요
- 엔드벨 정렬 및 볼트 조임 상태 확인
제조의 편심을 위해
- 심각한 경우에는 로터 또는 스테이터 재보링이 필요할 수 있습니다.
- 경제적으로 타당하다면 모터 교체
- 진동이 허용 범위 내에 있으면 허용합니다.
- 향후 비교를 위한 기준선으로 문서화
에어 갭 문제
- 베어링 상태를 확인하고 마모된 경우 교체하십시오.
- 로터 축 방향 위치 확인
- 프레임 왜곡이나 엔드벨 문제를 검사하세요
- 접근 가능한 경우 실제 공기 간격을 측정합니다.
극 통과 주파수는 모터 고유의 진동 성분으로, 회전자-고정자 전자기 상호작용 및 공극 균일성에 대한 귀중한 진단 정보를 제공합니다. PPF 계산을 이해하고, 측파대 패턴을 인식하고, 진폭 추세를 해석하면 모터 전자기 문제를 효과적으로 진단하고 적절한 유지보수 조치를 취할 수 있습니다.
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