Nyquist sklypo (poliarinio sklypo) supratimas
A Nyquisto sklypas — dažniausiai vadinamas poliarinis sklypas vibracijos analizėje — tai grafikas, kuriame kintantis vibracijos vektorius vaizduojamas poliarinėje koordinatų sistemoje. Skirtingai nuo Bode'o sklypas, kuris plinta amplitudė ir fazė Nykvisto diagramoje, apimanti du atskirus dekarto koordinatų grafikus, abu šie grafikai sujungiami į vieną vaizdą. Atstumas nuo pradžios taško atitinka virpėjimo amplitudę, o kampas aplink diagramą – jo fazinį kampą, taigi kiekvienas kreivės taškas atitinka vieną pilną virpėjimo vektorių.
1. Apibrėžimas: amplitudė ir fazė viename diagramoje
Grafike pavaizduotas 1× (sinchroninio) vibracijos vektoriaus viršūnės judėjimo trajektorija, kai kinta mašinos greitis, paprastai paleidimo arba išjungimo metu. Greitis kreivėje pažymėtas besikeičiančiomis spalvomis arba simboliais, todėl analitikas gali nustatyti ne tik vektoriaus dydį ir kryptį, bet ir apsisukimų skaičių per minutę (RPM), kuriuo buvo užfiksuotas kiekvienas taškas.
- Svetainė atstumas nuo pradžios taško (centro) atspindi virpesių amplitudę – kuo toliau, tuo stipresnis atsakas.
- Svetainė kampas aplink sklypą represents the fazės kampas vibracijos, palyginti su tachometras reference.
Kadangi abi ašys apibūdina vieną besisukantį komponentą, Nyquisto diagramą reikia vertinti kaip vektoriaus trajektoriją, o ne kaip dviejų tendencijos linijų porą, ir būtent šis glaudumas leidžia gauti itin išsamią informaciją rezonanso srityje.
2. Kodėl Nyquisto diagramą svarbu?
Nykvisto diagrama suteikia išskirtinai glaustą vaizdą apie įrenginio dinaminį atsaką. Jos pagrindinis tikslas, kaip ir Bode'o diagramos, yra nustatyti ir analizuoti kritiniai greičiai - ... rezonansai rotoriaus ir guolio sistemos.
Klasikinis kritinio greičio rodiklis Nyquisto grafike yra a kilpa. Kai greitis priartėja prie savasis dažnis, amplitudė didėja, o kreivė nutolsta nuo pradžios taško. Kai greitis pasiekia kritinį greitį, fazė pasislenka 180 laipsnių kampu, o vektoriaus viršūnė apsisuka, sudarydama apskritimą arba kilpą. Maksimalios amplitudės taškas yra kilpos viršūnė, o pats kritinis greitis sutampa su 90 laipsnių fazės poslinkio tašku ant kilpos – tai kur kas akivaizdesnis orientyras nei laipsniškas fazės pokytis Bode'o diagramoje.
3. Nyquisto diagramos aiškinimas
Kilpos forma, dydis ir orientacija suteikia daug diagnostinės informacijos apie rotoriaus būklę ir dinamines savybes.
- Slopinimas: kilpos skersmuo yra atvirkščiai proporcingas sistemos slopinimas. Didelis, aiškiai matomas apskritimas rodo mažą slopinimą ir didelį stiprinimą; maža, uždara kilpa rodo gerai slopinamą sistemą.
- Anizotropija (skaldytos kritinės vertės): jei rotoriaus sistema pasižymi skirtingu standumu horizontalios ir vertikalios kryptimis, grafike gali atsirasti dvi aiškiai matomos, viena kitą persidengiančios kilpos – tai akivaizdus „kryptinis kritinis taškas“, kurį lemia kryptis standumas.
- Sunkiai pasiekiamos vietos: kilpos orientacija padeda nustatyti rotoriaus sunkiausią tašką — disbalansas — atsižvelgiant į veleno fazės atskaitos žymę, kuri nurodo, kur korekcinis svoris should go.
- Sistemos pakeitimai: Palyginus Nyquisto diagramas laikui bėgant, galima pastebėti mašinos būklės pokyčius. Kilpos dydžio ar formos pasikeitimas rodo slopinimo ar standumo pokyčius, o tai gali reikšti įtrūkęs rotorius, a loose pamatasarba kintančios guolių charakteristikos.
- Balansavimas: šis sklypas naudojamas pažengusiems flexible-rotor subalansavimas. Stebint, kaip kilpa juda po bandomasis svoris pridedama, analitikas išveda įtakos koeficientai reikalingi balansavimo sprendimui apskaičiuoti.
4. Duomenų rinkimas lauke
Nykvisto diagramos kokybė priklauso nuo jos pagrindu esančių sinchronizuotų amplitudės ir fazės duomenų, o šie duomenys priklauso nuo tikslaus fazės etalono, nustatomo vieną kartą per apsisukimą, gauto atliekant greičio keitimą. Praktikoje nešiojamas dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A matuoja 1× amplitudę ir fazę, lygindamas su optinio tachometro impulsu per paleidimas arba pakrantės žemyn, pateikiant vektoriaus ir greičio duomenis, pagal kuriuos sudaromas poliarinis grafikas. Tas pats amplitudės ir fazės matavimas yra pagrindas lauko balansavimas, taigi vienas prietaisas ne tik nustato rezonansą, bet ir pašalina disbalansą, kuris jį sukelia. Norėdamas patikrinti, ar užsakymo linija iš tiesų kirs natūralų dažnį veikimo diapazone, analitikas gali pirmiausia nubraižyti interferencijos diagramą su Campbell diagramos skaičiuoklė.
5. Nyquisto diagramos ir Bode'o diagramos palyginimas
Niquist ir Bode diagramos pateikia visiškai tuos pačius duomenis – 1× amplitudę ir fazę, priklausančias nuo dažnio – skirtingais formatais, o pasirinkimas tarp jų dažnai priklauso nuo analitiko pageidavimų ir to, kokia savybė yra akcentuojama.
- Bode sklypas: geriau tinka tiksliai nustatyti didžiausios amplitudės apsisukimų skaičių per minutę (RPM) bei tikslią 180 laipsnių fazės poslinkio pradžią ir pabaigą, nes jo greičio ašis yra tiesinė ir ją lengva mastelinti.
- Nyquist plot: Tai leidžia iš karto įvertinti visą dinaminį atsaką. Šis metodas puikiai parodo slopinimo laipsnį pagal kilpos dydį ir atskleidžia kritinius taškus kaip persidengiančias kilpas – abu šie aspektai pateikiami intuityviau nei Bode'o diagramoje.
Labai panašus ekranas yra veleno orbita, kuri vaizduoja judėjimą guolio plokštumoje, o ne vieną vektorių priklausomai nuo greičio. Dauguma šiuolaikinių vibracijos analizatoriai gali nupiešti visus tris, o patyrę analitikai juos naudoja kartu, kad gautų išsamų rotoriaus dinamika diagnosis.
