Zoom FFT란 무엇인가요? 고해상도 스펙트럼 분석 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "Balanset"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. Zoom FFT란 무엇인가요? 고해상도 스펙트럼 분석 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "Balanset"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

Zoom FFT란 무엇인가요? 고해상도 스펙트럼 분석

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Zoom FFT 이해

정의: Zoom FFT란 무엇인가요?

줌 FFT (고해상도 FFT 또는 주파수 줌이라고도 함)은 고급입니다. 고속 푸리에 변환 전체 스펙트럼이 아닌 선택된 좁은 주파수 대역 내에서 매우 정밀한 주파수 분해능을 제공하는 기술입니다. 0~1000Hz를 1Hz 분해능(1000라인)으로 분석하는 대신, 줌 FFT는 95~105Hz를 0.01Hz 분해능(역시 1000라인이지만 좁은 대역에 집중)으로 분석할 수 있습니다. 이러한 분해능의 획기적인 향상을 통해 다음과 같은 근접한 주파수 성분을 분리할 수 있습니다. 측파대, 정확한 주파수 식별, 특정 스펙트럼 영역에 대한 자세한 분석이 가능합니다.

Zoom FFT는 모터 로터 바 결함(슬립 주파수 사이드밴드 해결), 기어 문제(변조 패턴 식별) 및 표준 FFT 분석에서 병합될 수 있는 밀집된 피크에 중요한 진단 정보가 존재하는 모든 상황을 진단하는 데 필수적입니다.

Zoom FFT가 필요한 이유

표준 FFT의 해상도 제한

표준 FFT에는 기본적인 분해능 한계가 있습니다.

  • 해상도 = Fmax / 라인 수
  • 예: 0-1000Hz 범위, 800라인 → 1.25Hz 분해능
  • 문제: 분리된 피크를 구별할 수 없습니다. < 1.25Hz
  • 슬립 빈도: 종종 0.5-2Hz, 측파대를 보려면 더 나은 해상도가 필요합니다.

해상도 트레이드오프 개선

  • Fmax를 줄이세요: 0-100Hz는 0.125Hz 해상도를 제공하지만(더 좋음) 고주파 콘텐츠는 놓칩니다.
  • 줄 늘리기: 8000줄은 0.125Hz를 제공하지만 처리 시간/메모리 집약적입니다.
  • 확대 FFT: 관심 대역의 고해상도와 합리적인 처리를 결합합니다.

Zoom FFT 작동 방식

기본 프로세스

  1. 주파수 대역 선택: 중심 주파수와 대역폭을 선택하세요(예: 100Hz ± 10Hz)
  2. 주파수 이동: 선택한 대역을 디지털 방식으로 DC(기저대역) 근처로 이동
  3. 십진법: 좁아진 대역폭에 비례하여 샘플 속도를 줄입니다.
  4. FFT 계산: 감소된 속도 신호에 FFT 수행
  5. 결과: 선택된 협대역의 고해상도 스펙트럼

해상도 이득

  • 전체 범위의 1/10까지 확대하는 경우 10배 더 정밀한 해상도를 얻으세요.
  • 예: 1Hz 해상도에서 0-1000Hz → 0.01Hz 해상도에서 95-105Hz로 확대
  • 게인 = (전체 범위 / 확대 범위)

응용 프로그램

1. 모터 로터 바 결함 감지

클래식 줌 FFT 응용 프로그램:

  • 문제: 표준 FFT에서 해결하기에는 슬립 주파수 측대역(0.5-2Hz 간격)이 너무 가깝습니다.
  • 솔루션: 0.1Hz 또는 그 이상의 해상도로 1배 실행 속도의 Zoom FFT
  • 결과: 명확하게 분리된 측대파가 드러납니다. 부러진 로터 바
  • 분석: 사이드밴드 진폭은 끊어진 막대의 수를 나타냅니다.

2. 기어 진단

  • 기어 메시 주파수 주변 확대
  • 샤프트 속도 간격에서 사이드밴드 해결
  • 사냥 이빨 주파수 패턴 식별
  • 피니언과 기어 사이드밴드 구별

3. 베어링 분석

  • 베어링 결함 주파수 주변 확대
  • 사이드밴드 구조 해결
  • 정확한 고장 빈도를 확인하세요(계산된 값과 비교)
  • 변조 패턴 분석

4. 전기 주파수 분석

  • 라인 주파수 또는 2배 라인 주파수 확대
  • 전류 관련 진동에서 슬립 주파수 측대역 해결
  • 극 통과 주파수를 정확하게 식별합니다.

5. 임계 속도 연구

  • 의심되는 자연 주파수 주변 확대
  • 공진 주파수를 정확하게 결정
  • 감쇠 계산을 위한 공진 피크 폭 측정

운영 절차

설정

  1. 표준 FFT 우선: 관심 주파수 영역 식별
  2. 센터 선택: 줌을 위한 중심 주파수를 선택하세요
  3. 범위 선택: 줌 대역폭을 선택하세요(고해상도를 위해 좁게)
  4. 매개변수 설정: 라인 수(일반적으로 표준 FFT와 동일)
  5. 데이터 수집: 장비가 줌 FFT를 수행합니다.

일반적인 설정

  • 모터 사이드밴드: 1×(30Hz) 중심, 스팬 ±10Hz, 800라인 → 0.025Hz 분해능
  • 기어 메시: GMF 중심(600Hz), 스팬 ±50Hz, 1600라인 → 0.0625Hz 분해능
  • 베어링 결함: BPFO 중심(150Hz), 스팬 ±25Hz, 800라인 → 0.0625Hz 분해능

장점

고해상도

  • 표준 FFT보다 10~100배 더 나은 분해능
  • 그렇지 않으면 구별할 수 없는 피크를 분리합니다.
  • 진단 세부 정보를 공개합니다

계산 효율성

  • 전체 스펙트럼에 걸쳐 회선을 늘리는 것보다 더 효율적입니다.
  • 더 빠른 처리
  • 메모리 필요량 감소

정밀 주파수 측정

  • 정확한 피크 주파수를 결정합니다
  • 이론적인 계산과 비교
  • 오류 진단 확인

제한 사항

협대역만

  • 선택된 주파수 영역만 표시합니다.
  • 줌 대역 밖의 정보를 놓칩니다.
  • 대략적으로 어디까지 확대해야 할지 알아야 합니다.
  • 개요를 위해서는 먼저 표준 FFT가 필요합니다.

사용자 지식 필요

  • 적절한 확대/축소 영역을 선택해야 합니다.
  • 무엇을 찾아야 하는지에 대한 이해가 필요합니다.
  • 일반 스크리닝에는 적합하지 않습니다.
  • 표준 FFT보다 더 복잡함

시간 투자

  • 표준 FFT를 넘어서는 추가 측정
  • 설정 및 매개변수 선택 시간
  • 중요 장비 또는 확인된 문제에 대한 정당화

Zoom FFT는 모터 전기 고장, 기어 결함, 베어링 문제 진단에 필수적인 근접 진동 성분을 분석하는 데 필요한 고주파 분해능을 제공하는 강력한 스펙트럼 분석 도구입니다. Zoom FFT 기법을 숙달하는 것, 즉 사용 시기, 적절한 매개변수 선택 방법, 그리고 생성된 고해상도 스펙트럼을 해석하는 것은 복잡한 기계의 고급 진동 분석 및 상세한 고장 진단에 필수적입니다.

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