Slīdēšanas frekvences izpratne indukcijas motoros
Definīcija: Kas ir slīdēšanas frekvence?
Slīdēšanas frekvence ir starpība starp sinhrono ātrumu (rotējošā magnētiskā lauka ātrumu) un faktisko rotora ātrumu indukcijas motorā, izteikta Hz. Tā parāda, cik ātri magnētiskais lauks "slīd" garām rotora vadītājiem, inducējot strāvu, kas rada motora griezes momentu. Slīdēšanas frekvence ir būtiska indukcijas motora darbībai un ir kritiski svarīga motora diagnostikā, jo tā nosaka sānu joslu atstarpi vibrācijās un strāvas raksturlielumus. rotora stieņa defekti.
Slīdēšanas frekvence motoriem normālas slodzes apstākļos parasti ir 0,5–3 Hz diapazonā, tā palielinās līdz ar slodzi un sniedz netiešu motora slodzes mērījumu. Slīdēšanas frekvences izpratne ir būtiska motora darbības traucējumu interpretēšanai. vibrācija spektri un elektromagnētisko defektu diagnostika.
Kā slīdēšana darbojas indukcijas motoros
Indukcijas princips
Indukcijas motori darbojas ar elektromagnētiskās indukcijas principu:
- Statora tinumi rada rotējošu magnētisko lauku sinhronā ātrumā
- Magnētiskais lauks griežas nedaudz ātrāk nekā rotors
- Relatīva kustība starp lauka un rotora stieņiem inducē strāvu rotorā
- Inducētā strāva rada rotora magnētisko lauku
- Statora un rotora lauku mijiedarbība rada griezes momentu
- Galvenais punkts: Ja rotors sasniegtu sinhrono ātrumu, nebūtu relatīvas kustības, nebūtu indukcijas un nebūtu griezes momenta.
Kāpēc slīdēšana ir nepieciešama
- Lai notiktu indukcija, rotoram jādarbojas lēnāk nekā sinhronais ātrums
- Lielāka slīdēšana, lielāka inducētā strāva, lielāks griezes moments
- Bez slodzes: minimāla slīdēšana (~1%)
- Pilnā slodzē: lielāka slīde (tipiski 3-5%)
- Slīdēšana ļauj motoram automātiski pielāgot griezes momentu slodzei
Slīdēšanas frekvences aprēķins
Formula
- fs = (Nsync – Nfaktiskais) / 60
- Kur fs = slīdes frekvence (Hz)
- Nsync = sinhronais ātrums (RPM)
- Nfaktiskais = faktiskais rotora ātrums (apgr./min.)
Alternatīva, izmantojot slīdēšanas procentuālo daļu
- Slīdēšana (%) = [(Nsync – Nfaktiskais) / Nsync] × 100
- fs = (Slip% × Nsync) / 6000
Piemēri
4 polu, 60 Hz motors bez slodzes
- Nsync = 1800 apgr./min
- Faktiskais ātrums = 1795 apgr./min (viegla slodze)
- fs = (1800–1795) / 60 = 0,083 Hz
- Slīdēšana = 0,3%
Tas pats motors ar pilnu slodzi
- Nsync = 1800 apgr./min
- Nfaktiskais = 1750 apgr./min (nominālais ātrums)
- fs = (1800–1750) / 60 = 0,833 Hz
- Slīdēšana = 2,8%
2 polu, 50 Hz motors
- Nsync = 3000 apgr./min
- Faktiskais ātrums = 2950 apgr./min
- fs = (3000–2950) / 60 = 0,833 Hz
- Slīdēšana = 1,7%
Slīdēšanas frekvence vibrācijas diagnostikā
Sānu joslas atstarpe rotora stieņa defektiem
Svarīgākais slīdēšanas frekvences diagnostikas pielietojums:
- Raksts: Sānu joslas aptuveni 1× darba ātrumam pie ±fs, ±2fs, ±3fs
- Piemērs: 1750 apgr./min motors (29,2 Hz) ar fs = 0,83 Hz
- Sānu joslas pie: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz utt.
- Diagnoze: Šīs sānu joslas norāda uz salauztiem vai saplaisājušiem rotora stieņiem
- Amplitūda: Sānu joslas amplitūda norāda lūzušo stieņu skaitu un smagumu
Pašreizējā paraksta analīze
Motora strāvas spektros:
- Rotora stieņa defekti rada sānu joslas ap līnijas frekvenci
- Raksts: flīnija ± 2fs (piezīme: 2× slīdēšanas frekvence, nevis 1×)
- 60 Hz motoram ar 1 Hz slīdi: 58 Hz un 62 Hz sānu joslas
- Apstiprina rotora stieņa diagnozi, pamatojoties uz vibrāciju
Slīdēšana kā slodzes indikators
Slīdēšana mainās atkarībā no slodzes
- Bez slodzes: 0,2–1% slīde (0,1–0,5 Hz tipiskiem motoriem)
- Puse noslodzes: 1-2% slīde (0,5–1,0 Hz)
- Pilna slodze: 2-5% slīde (1–2,5 Hz)
- Pārslodze: > 5% slīde (> 2,5 Hz)
- Sākot: 100% slīdēšana (slīdēšanas frekvence = līnijas frekvence)
Slīdējuma izmantošana iekraušanas novērtēšanai
- Precīzi izmēriet faktisko motora ātrumu
- Aprēķiniet slīdēšanu no sinhronā ātruma starpības
- Salīdziniet ar nominālo pilnas slodzes slīdi no datu plāksnītes
- Novērtējiet motora slodzes procentuālo daļu
- Noderīgi, ja tieša jaudas mērīšana nav pieejama
Slīdēšanu ietekmējošie faktori
Dizaina faktori
- Rotora pretestība: Augstāka pretestība = lielāka slīdēšana
- Motora konstrukcijas klase: NEMA konstrukcija ietekmē slīdēšanas īpašības
- Spriegums: Zemāks spriegums palielina slīdi dotajai slodzei
Darbības apstākļi
- Slodzes griezes moments: Slīdēšanas primārais noteicošais faktors
- Barošanas spriegums: Zemspriegums palielina slīdēšanu
- Frekvences variācija: Barošanas frekvences svārstības ietekmē slīdēšanu
- Temperatūra: Rotora sildīšana palielina pretestību, palielinot slīdēšanu
Motora stāvoklis
- Bojāti rotora stieņi palielina slīdi (mazāk efektīva griezes momenta ražošana)
- Statora tinumu problēmas var ietekmēt slīdēšanu
- Gultņu problēmas, palielinot berzi, nedaudz palielina slīdēšanu
Mērīšanas metodes
Tieša ātruma mērīšana
- Izmantojiet tahometrs vai stroboskopu, lai mērītu faktiskos apgriezienus minūtē
- Uzziniet sinhrono ātrumu no motora datu plāksnītes (polus un frekvenci)
- Aprēķiniet slīdi: fs = (Nsync – Nfaktiskais) / 60
- Visprecīzākā metode
No vibrācijas spektra
- Precīzi identificējiet 1× skriešanas ātruma maksimumu
- Aprēķiniet skriešanas ātrumu no 1 × frekvences
- Nosakiet slīdi no sinhronā ātruma starpības
- Nepieciešama augstas izšķirtspējas FFT
No sānu joslas atstarpes
- Ja ir rotora stieņa defekta sānu joslas
- Izmēriet atstarpi starp sānu joslām
- Atstarpe = slīdēšanas frekvence tieši
- Ērti, bet nepieciešams, lai būtu defekts
Praktiska diagnostikas izmantošana
Normālās slīdēšanas vērtības
- Dokumentējiet bāzes līnijas slīdēšanu pie dažādām slodzēm katram motoram
- Tipiska pilnas slodzes slīdēšana: 1-3% (skatīt datu plāksnīti)
- Slīdēšana > nominālvērtība var norādīt uz pārslodzi vai motora problēmu
- Slīdēt < paredzams pie dotās slodzes, var liecināt par elektrisku kļūmi
Neparasti slīdēšanas indikatori
- Pārmērīga slīdēšana: Motors pārslogots, rotora stieņi salauzti, augsta rotora pretestība
- Mainīga slīdēšana: Slodzes svārstības, elektroapgādes nestabilitāte
- Zema slīdēšana pie slodzes: Iespējama statora problēma, sprieguma problēma
Slīdēšanas frekvence ir būtiska indukcijas motora darbībai un diagnostikai. Kā sānu joslas atstatums rotora stieņa defektu noteikšanai un kā motora slodzes indikators, slīdēšanas frekvence sniedz būtisku informāciju motora stāvokļa novērtēšanai. Precīza slīdēšanas frekvences noteikšana ļauj pareizi interpretēt motora vibrācijas un strāvas raksturlielumus, atšķirot normālu darbību no kļūmes stāvokļiem.