Бесплатна инженерска алатка #039
Калкулатор за фреквенција на електрични дефекти кај моторот
Пресметајте синхрона брзина, лизгање, 2× мрежна фреквенција, фреквенција на поминување на половите, фреквенција на поминување на роторските прачки и дијагностички странични ленти за анализа на електрични мотори.
Резултати
Синхрона брзина
Синхроната брзина на AC индукциски мотор зависи од мрежната фреквенција и бројот на полови:
Лизгање
Лизгањето е разликата помеѓу синхроната и вистинската брзина на роторот, изразена како дел или процент:
Типичното лизгање при полно оптоварување за стандардни индукциски мотори е 1–5%.
Фреквенција на лизгање
2× мрежна фреквенција
Оваа фреквенција (100 Hz при напојување од 50 Hz, 120 Hz при 60 Hz) е секогаш присутна во вибрациите на моторот поради наизменичното магнетно поле. Зголемената 2× мрежна фреквенција укажува на електрични проблеми: небалансирани фази, ексцентричност на воздушниот зјај или дефекти на статорското намотување.
Фреквенција на минување на половите
Фреквенцијата на поминување на половите е клучен индикатор за анализа на скршени роторски прачки. Страничните ленти на фреквенцијата на поминување на половите околу 1× мрежната фреквенција во спектрите на струја (MCSA) се класичен потпис на дефект на роторските прачки.
Фреквенција на поминување на роторските прачки
Практичен пример
Дадено: fмрежа = 50 Hz, Полови = 4, N = 1475 RPM
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 RPM
s = (1500 − 1475) / 1500 = 1.67%
fлизгање = 0.0167 × 50 = 0.833 Hz
2× мрежа = 2 × 50 = 100 Hz
Поминување на пол = 2 × s × fмрежа = 2 × 0.0167 × 50 = 1.67 Hz
⚠️ Забелешка: Брзината на моторот варира со оптоварувањето. Осигурете се дека ја користите вистинската измерена брзина при работни услови, а не брзината од натписната плочка. Мерење со тахометар или стробоскоп дава најточни резултати за пресметки зависни од лизгањето.
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
Постапките опишани на оваа страница беа развиени и теренски тестирани од тимот на Vibromera користејќи го Balanset-1A, преносен двоканален балансер и анализатор на вибрации за балансирање ротори на самото место.
Професионални инструменти за анализа на вибрации за дијагностика на мотори, теренско балансирање и следење на состојбата. Се користат во 50+ земји.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер за анализа на вибрации, основач и извршен директор на Vibromera. Повеќе од 15 години тој балансира ротирачка опрема на терен, а не на испитен стол: мулчери, индустриски вентилатори, дробилки, центрифуги, вратила и вретена. Токму од таа работа настанаа инструментите Balanset — тие се замислени како алат што специјалистот може да го однесе до машината и да го користи сам, на самото место, а не како лабораториска опрема. Vibromera е основана во 2017 година, а од 2023 година е со седиште во Порто, Португалија. Овде се одвиваат развојот, склопувањето и поддршката на линијата Balanset. Водечки инструмент е Balanset-1A — преносен анализатор за балансирање во една и во две рамнини и за вибродијагностика. Nikolai лично учествува во поддршката на клиентите, во решавањето на сложени случаи на балансирање и во развојот на софтверот. Работи со клиенти ширум светот, на кој било јазик.
