Nemokamas inžinerijos įrankis #039
Variklio elektros gedimų dažnio skaičiuoklė
Apskaičiuokite sinchroninį greitį, slydimą, 2× linijos dažnį, poliaus praėjimo dažnį, rotoriaus strypo praėjimo dažnį ir diagnostines šonines juostas elektros variklio analizei.
Rezultatai
Sinchroninis greitis
Kintamosios srovės indukcinio variklio sinchroninis greitis priklauso nuo linijos dažnio ir polių skaičiaus:
Slydimas
Slydimas yra skirtumas tarp sinchroninio ir faktinio rotoriaus greičio, išreikštas trupmena arba procentais:
Tipinis standartinių indukcinių variklių pilnos apkrovos slydimas yra 1–5%.
Slydimo dažnis
2 × linijos dažnis
Šis dažnis (100 Hz esant 50 Hz maitinimui, 120 Hz esant 60 Hz maitinimui) visada yra variklio vibracijoje dėl kintamo magnetinio lauko. Padidėjęs 2× tinklo dažnis rodo elektros problemas: fazių nesubalansuotumą, oro tarpo ekscentricitetą arba statoriaus apvijų gedimus.
Stulpo praėjimo dažnis
Polių praėjimo dažnis yra pagrindinis rotoriaus strypo lūžio analizės rodiklis. Šoninės juostos, kurių polių praėjimo dažnis yra maždaug 1 × linijos dažnis srovės spektruose (MCSA), yra klasikinis rotoriaus strypo lūžio požymis.
Rotoriaus strypų praėjimo dažnis
Praktinis pavyzdys
Atsižvelgiant į tai, kad: flinija = 50 Hz, poliai = 4, N = 1475 aps./min.
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 aps./min.
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
fslydimas = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× tinklo dažnis = 2 × 50 = 100 Hz
Polio praėjimas = 2 × s × flinija = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Pastaba: Variklio greitis kinta priklausomai nuo apkrovos. Įsitikinkite, kad naudojate faktinį išmatuotą greitį darbo sąlygomis, o ne vardinį greitį. Tachometro arba stroboskopo matavimas suteikia tiksliausius rezultatus skaičiavimams, priklausantiems nuo slydimo.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Šiame puslapyje aprašytas procedūras sukūrė ir lauko sąlygomis išbandė Vibromera komanda, naudodama Balanset-1A – nešiojamą dviejų kanalų balansavimo įrenginį ir vibracijų analizatorių rotoriams balansuoti vietoje.
Profesionalūs vibracijos analizės prietaisai variklių diagnostikai, lauko balansavimui ir būklės stebėjimui. Naudojami daugiau nei 50 šalių.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko yra vibracijos analizės inžinierius bei „Vibromera“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. Daugiau nei 15 metų jis balansavo besisukančią įrangą lauko sąlygomis, o ne bandymų stende: mulčiuotuvus, pramoninius ventiliatorius, smulkintuvus, centrifugas, velenus ir špindelius. Būtent iš šio darbo išaugo „Balanset“ prietaisai — jie buvo sukurti kaip įrankis, kurį specialistas gali atsinešti prie mašinos ir naudoti savarankiškai, vietoje, o ne kaip laboratorinę įrangą. „Vibromera“ įkurta 2017 metais, nuo 2023 metų įsikūrusi Porto mieste, Portugalijoje. Čia vyksta visas „Balanset“ linijos kūrimas, surinkimas ir palaikymas. Pagrindinis prietaisas — „Balanset-1A“, nešiojamas analizatorius vienos ir dviejų plokštumų balansavimui bei vibracijos diagnostikai. Nikolai asmeniškai dalyvauja klientų aptarnavime, sudėtingų balansavimo atvejų sprendime ir programinės įrangos kūrime. Jis dirba su klientais visame pasaulyje, bet kuria kalba.
