Хөдөлгүүр дэх цахилгаан давтамжийг ойлгох
Цахилгаан давтамж — мөн шугаман давтамж, сүлжээний давтамж эсвэл хүчний давтамж гэж нэрлэгддэг — бол цахилгаан хөдөлгүүр болон бусад цахилгаан тоног төхөөрөмжид нийлүүлдэг солигддог гүйдлийн давтамж юм. Дэлхий даяар хоёр стандарт давамгайлдаг: Хойд Америк, Өмнөд Америкийн зарим хэсэг болон Азийн зарим улс орнуудад 60 Hz, харин Европ, Азийн ихэнх хэсэг, Африк болон Австралид 50 Hz. Энэ ганц тоо нь сүлжээ дээрх бүх AC хөдөлгүүрийн синхрон хурдыг тодорхойлж, цахилгаан соронзон хүчнүүдийн бүлэг — мөн тиймээс чичиргээ компонентуудыг — шугаман давтамжийн олон үржвэр дээр үүсгэдэг.
Хөдөлгүүр дэх чичиргээний шинжилгээ, шугаман давтамж болон түүний гармоник, ялангуяа шугаман давтамжийн хоёр дахин (2×f) нь цахилгаан соронзон асуудал, статорын гэмтэл болон агаарын завсрын тэгш бус байдлын гол диагностик илтгэгчид юм. Үүнийг зөв унших нь шинжээчид механик болон цахилгаан гэмтлийг ялгах боломжийг олгодог бөгөөд энэ бүгд нэг ижил спектр.
1. Хөдөлгүүрийн хурдтай хамаарал
Синхрон хурд
AC индукцийн хөдөлгүүрийн хувьд эргэлдэх соронзон оронгийн синхрон хурд нь шугаман давтамж болон туйлын тоогоор тогтоогддог:
Nсинхрончлол = (120 × f) / P — энд Nсинхрончлол бол RPM-ээр илэрхийлэгдсэн синхрон хурд, f бол Hz-ээр илэрхийлэгдсэн цахилгаан давтамж, P бол туйлын тоо юм.
Бодит ажлын хурд үргэлж синхрон хурднаас бага зэрэг доогуур байдаг, учир нь индукцийн ротор нь момент үүсгэхийн тулд гулсах ёстой.
Ерөнхий хөдөлгүүрийн хурднууд
60 Hz 60 Hz нийлүүлэлт дээр синхрон хурднууд нь 2-туйлт хөдөлгүүрийн хувьд 3600 RPM (ажилд ойролцоогоор 3550 RPM), 4-туйлтын хувьд 1800 RPM (ойролцоогоор 1750 RPM), 6-туйлтын хувьд 1200 RPM (ойролцоогоор 1170 RPM) болон 8-туйлтын хувьд 900 RPM (ойролцоогоор 875 RPM) байна. 50 Hz 50 Hz нийлүүлэлт дээр ижил туйлын тоонууд нь 3000 RPM (бодитоор ойролцоогоор 2950 RPM), 1500 RPM (ойролцоогоор 1450), 1000 RPM (ойролцоогоор 970) болон 750 RPM (ойролцоогоор 730) өгдөг. Хөдөлгүүрийн гулсалт болон бодит RPM тооцоолуур намплейт болон хэмжсэн хурдыг шууд эдгээр тоонуудад хөрвүүлдэг.
Гулсалтын давтамж
Синхрон болон бодит хурдны хоорондох зөрүү нь гулсалтын давтамж:
fs = (Nсинхрончлол − Nбодит) / 60
- Ерөнхий гулсалт нь синхрон хурдны 1–5% байдаг.
- Үүссэн гулсалтын давтамж нь ихэвчлэн зөвхөн 1–3 Hz байдаг.
- Энэ нь ачаалалаас хамаардаг — хөдөлгүүр илүү хүчтэй ажиллах тусам гулсалт нэмэгддэг.
- Энэ нь роторын цахилгааны гэмтлийг диагностиклоход төвөгтэй, учир нь роторын баарын гэмтлүүд нь туйл дамжих давтамж дээр чичиргээг модуляцилдаг бөгөөд энэ нь гулсалтыг туйлын тоогоор үржүүлсэнтэй тэнцүү.
2. Цахилгаан соронзон чичиргээний компонентууд
Шугаман давтамжийн хоёр дахин (давамгайлах компонент)
Хамгийн чухал цахилгаан соронзон компонент нь 2×f дээр байрладаг — 60 Hz нийлүүлэлт дээр 120 Hz, 50 Hz нийлүүлэлт дээр 100 Hz. Энэ нь статор болон роторын хоорондын соронзон таталцал цахилгаан циклийн тутамд хоёр удаа пульсацилдах учир үүсдэг. Жижиг хэмжээ нь бүх AC хөдөлгүүрт хэвийн байдаг тул зүгээр л байгаа нь гэмтэл биш; гэхдээ нэмэгдсэн, өсөж буй 2×f нь статорын асуудлууд, тэгш бус агаарын завсар, эсвэл соронзон тэнцвэргүйдлийг зааж өгдөг.
Шугаман давтамж (1×f)
Шугаман давтамж дээрх өөрөө — 50 эсвэл 60 Hz — ихэвчлэн 2×f-ээс бага далайцтай байдаг. Энэ нь нийлүүлэлтийн хүчдэлийн тэнцвэргүйдлийг илрүүлж, статорын ороомгийн гэмтлүүдтэй хамт явагдаж болно.
Өндөр гармоник
4×f, 6×f болон түүнээс дээш (60 Hz систем дээр 240 Hz, 360 Hz) дээрх компонентууд нь эрүүл хөдөлгүүрт ихэвчлэн бага байдаг. Тэд өсөхөд ороомгийн асуудал эсвэл цөмийн ламинацийн асуудлыг илтгэж болно.
3. Диагностик ач холбогдол
Хэвийн 2×f далайц
Эрүүл хөдөлгүүрт 2×f компонент нь ихэвчлэн 1× ажлын хурд түвшнээс ойролцоогоор 10%-иас доогуур байдаг, хугацааны явцад харьцангуй тогтмол хэвээр байдаг, бүх чиглэлд гарч ирдэг ч ихэвчлэн радиаль чиглэлд хамгийн хүчтэй байдаг. Энэ хэвийн түвшнийг тодорхойлох нь дараагийн өсөлтийг утга учиртай болгодог.
Нэмэгдсэн 2×f болон түүний утга учир
- Статорын ороомгийн асуудлууд: эргэлтээс эргэлт рүү богино холбоос эсвэл фазын тэнцвэргүйдэл нь хугацааны явцад 2×f-ийг дээш түлхдэг, ихэвчлэн температур нэмэгдэх болон фазуудын хоорондын хэмжигдэх гүйдлийн тэнцвэргүйдэлтэй хамт.
- Агаарын завсрын эксцентриситет: роторын эксцентриситет эсвэл холхивчийн элэгдэл тэгш бус завсар үүсгэдэг соронзон татах хүч, 2×f болон туйл дамжих давтамжуудыг туйлын давтамж хамтдаа — механик болон цахилгаан соронзон нөлөөллийн хольц.
- «Зөөлөн хөл» эсвэл их биеийн резонанс: хэрэв зөөлөн тулгуур эсвэл их биеийн байгалийн давтамж 2×f-д ойрхон байвал, Бүтцийн резонанс цахилгаан соронзон чичиргээг өсгөдөг; энэ үед их биеийн чичиргээ холхивчийн чичиргээгээс хамаагүй их байх бөгөөд засвар нь бүтцийн хөшүүн чанарыг нэмэгдүүлэх эсвэл чичиргээ намсгалт нэмэх явдал юм.
4. Хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр
VFD нь гаралтын давтамжийг зориуд өөрчилдөг — ихэвчлэн 0–120 Hz — мөн хөдөлгүүрийн хурд үүнийг дагадаг тул 2×f болон туйлын давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг багтаасан бүх цахилгаан соронзон давтамж нь тогтмол 50 эсвэл 60 Hz дээр байрлахын оронд хөдөлгүүрийн гаралттай пропорциональ өөрчлөгдөнө. Энэхүү хөдөлгөөнт чанар нь чичиргээнд дараах бодит үр дагавартай:
- Сэлгэлтийн давтамж: PWM зөөгч нь үндсэн давтамж дээр kHz мужийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг оруулдаг.
- Холхивчийн гүйдэл: өндөр давтамжийн гүйдэл нь гол зөв газаргүй болгоогүй бол холхивчийг нүхлэн гэмтээж болно.
- Эргэлтийн чичиргээ: эргүүлэх моментийн пульсаци нь олон янзын давтамж дээр илэрнэ.
- Резонансын өдөөлт: хувьсах хурд нь бүтцийн резонансуудыг дамжин өнгөрч, чичиргээг түр зуур өсгөж болно.
5. Бодит оношлогооны жишээнүүд
Тохиолдол 1 — өндөр 2×f чичиргээ
1750 RPM орчим ажиллаж буй 4 туйлт 60 Hz хөдөлгүүр нь 1× ажиллах хурдны түвшин буюу ойролцоогоор 2 мм/с-ээс хамаагүй өндөр, 6 мм/с-ийн 120 Hz бүрэлдэхүүн хэсгийг харуулж байна. Энерги нь ажиллах хурдны оронд хоёр дахин шугаман давтамж дээр төвлөрсөн тул энэ нь статорын ороомгийн асуудал эсвэл агаарын завсрын эксцентриситетийг илтгэнэ, харин механик тэнцвэргүйдэл. Дулааны зураглал нь статор дээр халуун цэг илрүүлж, фазуудын хооронд гүйдлийн тэнцвэргүй байдал хэмжигдэж, оношлогоог баталгаажуулна; засварын арга бол хөдөлгүүрийг дахин ороомж эсвэл солих явдал юм.
Тохиолдол 2 — ажиллах хурдны эргэн тойрон дахь хажуугийн бүсүүд
Оройнууд нь 1× ± гулсалттай холбоотой зай (хэдэн Hz) дээр гарч ирэх бөгөөд энэ нь эвдрэлтэй роторын хөндий-ийн сурах бичгийн шинж тэмдэг юм. Хөдөлгүүрийн гүйдлийн шинж чанарын шинжилгээ нь ижил Хажуугийн бүс хээг хангамжийн гүйдэл дээр харуулж, хажуугийн бүсийн далайцыг цаг хугацааны явцад хянах нь солилцоог төлөвлөхөд хангалттай хугацааг өгнө. Хоёр тохиолдол нь цахилгааны гэмтлүүд -ийн өргөн өрхөд багтах бөгөөд чичиргээний шинжилгээ нь механик гэмтлээс ялгахад тохиромжтой.
6. Хяналтын шилдэг практик
Спектрийн тохиргоо
Шинжилгээ нь 2×f болон түүний гармоникүүдийг барихын тулд хамгийн их давтамжийг 500 Hz-ээс дээш тохируулж, ойрхон байрлах хажуугийн бүсүүдийг ялгахад хангалттай нарийвчлалыг сонгоно — гулсалтын давтамжийн ажилд ойролцоогоор 0.5 Hz-ээс илүү сайн нарийвчлал. Цахилгаан соронзон болон механик бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь чиглэлүүдийн хооронд өөр өөрөөр тархдаг тул хэвтээ, босоо, тэнхлэгийн дагуу хэмжинэ.
Суурь утгууд болон чиг хандлага
Хөдөлгүүр шинэ эсвэл дахин ороомжсон үед 2×f далайцыг бүртгэж, байгууллагын хөдөлгүүрийн төрөл бүрийн хувьд хэвийн түвшинг тодорхойлж, сэрэмжлүүлгийн хязгаарыг тохируулна — ихэвчлэн 2×f-ийн хувьд суурь утга -ийн хоёр эсвэл гурав дахин. Дараа нь чухал параметрүүдийн чиг хандлагыг хяна: 2× шугаман давтамжийн далайц, туйлын давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд, хажуугийн бүсийн далайц болон хээ, ерөнхий чичиргээний түвшин, мөн холхивчийн төлөвийн үндсэн илтгэгчид. Эдгээр утгууд цаг хугацааны явцад хэрхэн шилжихийг хянах нь трендийн шинжилгээ-ээр дамжуулан нэг спектрийг эртийн сэрэмжлүүлэг болгон хувиргадаг.
7. Ажлын байран дээр хэмжих
Механик шинж чанараас цахилгаан шинж чанарыг ялгах нь далайц, давтамж болон фаз -ийг машин дээр цэвэр хэмжилтээс эхэлдэг. Хөдөлгүүрийн хурд болон түүний гармоникүүдтэй харьцуулан эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нарийн тодорхойлоход шаардлагатай FFT спектр болон синхрон суурь утгыг Balanset-1A хоёр сувгийн хөнгөн цахилгаан хэмжилтийн багаж бүртгэдэг бөгөөд 100 эсвэл 120 Hz орчим орой нь цахилгаан соронзон уу эсвэл зүгээр л бүтцийн хариу уу гэдгийг баталгаажуулахад тусалдаг. Мөн цахилгаан шалтгааныг хассаны дараа үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл -ийг 1× чичиргээний жинхэнэ түлхүүр хүч гэж тодорхойлсон тохиолдолд ижил багаж нь ажлын байран дээр тэнцвэржүүлэх -ийг гүйцэтгэж, үйлдвэрийн талбайд шугаман давтамжийн мэдлэгийг шууд ашиглах боломжтой болгодог.
Цахилгаан давтамж нь AC хөдөлгүүр хэрхэн ажилладаг, хэрхэн гэмтдэг болохыг ойлгоход үндсэн ач холбогдолтой. Чичиргээний спектр дэх шугаман давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг — ялангуяа 2×f-ийг — таних, тэдгээрийн ард байгаа цахилгаан соронзон үзэгдлүүдийг мэдэх нь шинжээчид механик болон цахилгаан гэмтлийг ялгах чухал шугамыг татаж, зөв оношлогоо болон засварын арга чиглүүлэх боломжийг олгодог.
