Alat Kejuruteraan Percuma #039
Kalkulator Frekuensi Kecacatan Elektrik Motor
Kira kelajuan segerak, gelinciran, frekuensi talian 2×, frekuensi laluan kutub, frekuensi laluan bar rotor dan jalur sisi diagnostik untuk analisis motor elektrik.
Keputusan
Kelajuan Segerak
Kelajuan segerak motor aruhan AC bergantung pada frekuensi talian dan bilangan kutub:
tergelincir
Gelinciran ialah perbezaan antara kelajuan rotor segerak dan sebenar, dinyatakan sebagai pecahan atau peratusan:
Slip beban penuh biasa untuk motor aruhan standard ialah 1–5%.
Kekerapan Slip
2× Frekuensi Talian
Frekuensi ini (100 Hz pada bekalan 50 Hz, 120 Hz pada 60 Hz) sentiasa hadir dalam getaran motor disebabkan oleh medan magnet berselang-seli. Garisan 2× yang dinaikkan menunjukkan masalah elektrik: fasa tidak seimbang, kesipian jurang udara atau kerosakan belitan stator.
Kekerapan Laluan Tiang
Frekuensi laluan kutub merupakan penunjuk utama untuk analisis bar rotor yang rosak. Jalur sisi pada frekuensi laluan kutub sekitar frekuensi garis 1× dalam spektrum arus (MCSA) merupakan tanda kerosakan bar rotor klasik.
Frekuensi Laluan Bar Rotor
Contoh Praktikal
Diberi: fgarisan = 50 Hz, Kutub = 4, N = 1475 RPM
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 RPM
s = (1500 − 1475) / 1500 = 1.67%
ftergelincir = 0.0167 × 50 = 0.833 Hz
2× garis = 2 × 50 = 100 Hz
Lalu kutub = 2 × s × fgarisan = 2 × 0.0167 × 50 = 1.67 Hz
⚠️ Nota: Kelajuan motor berbeza-beza mengikut beban. Pastikan anda menggunakan kelajuan sebenar yang diukur di bawah keadaan operasi, bukan kelajuan papan nama. Pengukuran takometer atau strob memberikan keputusan yang paling tepat untuk pengiraan yang bergantung kepada gelinciran.
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
Prosedur yang diterangkan pada halaman ini telah dibangunkan dan diuji di lapangan oleh pasukan Vibromera menggunakan Balanset-1A, iaitu pengimbang dua saluran mudah alih dan penganalisis getaran untuk pengimbangan rotor di tapak.
Instrumen analisis getaran profesional untuk diagnostik motor, pengimbangan di tapak dan pemantauan keadaan. Digunakan di lebih 50 buah negara.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ialah jurutera analisis getaran serta pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif (CEO) Vibromera. Selama lebih 15 tahun, beliau telah mengimbangi peralatan berputar terus di lapangan berbanding di bangku ujian: mulcher, kipas industri, penghancur, sentrifug, aci dan gelendong. Kerja inilah yang menjadi asal usul instrumen Balanset — ia direka sebagai alat yang boleh dibawa oleh pakar terus ke mesin dan digunakan bersendirian, di tapak, bukan sebagai peralatan makmal. Vibromera diasaskan pada 2017 dan telah berpangkalan di Porto, Portugal, sejak 2023. Pembangunan, pemasangan dan sokongan siri Balanset semuanya dijalankan di sini. Instrumen unggulan kami ialah Balanset-1A, penganalisis mudah alih untuk pengimbangan satu dan dua satah serta diagnostik getaran. Nikolai terlibat secara peribadi dalam sokongan pelanggan, menyelesaikan kes pengimbangan yang sukar, dan dalam pembangunan perisian. Beliau bekerja dengan pelanggan di seluruh dunia, dalam apa jua bahasa.
