Memahami Plot Nyquist (Plot Kutub)
A Plot Nyquist — yang biasa dipanggil sebagai plot kutub dalam kerja getaran — ialah graf yang memaparkan vektor getaran yang berubah-ubah pada sistem koordinat kutub. Tidak seperti Plot pertanda, yang tersebar amplitud and fasa merentasi dua graf Cartesian yang berasingan, plot Nyquist melipat kedua-duanya menjadi satu gambaran. Jarak dari asalan adalah amplitud getaran, dan sudut mengelilingi plot adalah sudut fasanya, jadi setiap titik pada lengkung adalah satu vektor getaran lengkap.
1. Takrifan: Amplitud dan Fasa pada Satu Rajah
Plot mengesan laluan yang dilalui oleh hujung vektor getaran 1× (segerak) semasa kelajuan mesin berubah, lazimnya melalui permulaan atau penutupan. Kelajuan ditanda di sepanjang lengkung dengan warna atau simbol yang berubah-ubah, supaya penganalisis boleh membaca bukan sahaja magnitud dan arah vektor tetapi juga RPM pada mana setiap titik ditangkap.
- The jarak dari asalan (pusat) mewakili amplitud getaran — semakin jauh keluar, semakin besar tindak balas.
- The sudut di sekeliling plot represents the sudut fasa getaran berbanding dengan takometer reference.
Kerana kedua-dua paksi menerangkan satu komponen berputar sahaja, plot Nyquist dibaca sebagai lokus vektor daripada sebagai sepasang garis aliran, dan ketumpatan itulah yang menjadikannya sangat mendedahkan berhampiran resonans.
2. Mengapa Plot Nyquist Penting?
Plot Nyquist memberikan pandangan yang unik dan padat tentang tindak balas dinamik mesin. Tujuan utamanya, seperti plot Bode, adalah untuk mengenalpasti dan menganalisis kelajuan kritikal — the getaran sistem rotor-galas.
Penunjuk klasik kelajuan kritikal pada plot Nyquist ialah a gelung. Apabila kecepatan menghampiri a frekuensi semula jadi, amplitud meningkat dan lengkung bergerak menjauhi asalan. Semasa kelajuan melalui kelajuan kritikal, fasa mengalami anjakan 180 darjah, melanglang hujung vektor di sekeliling untuk membentuk bulatan atau gelung. Titik amplitud maksimum adalah bahagian atas gelung, dan kelajuan kritikal itu sendiri terletak pada titik anjakan fasa 90 darjah pada gelung — mercu tanda yang jauh lebih jelas daripada tanjakan fasa yang beransur pada plot Bode.
3. Mentafsir Plot Nyquist
Bentuk, saiz dan orientasi gelung membawa banyak maklumat diagnostik tentang kesihatan dan sifat dinamik rotor.
- redaman: diameter gelung adalah berkait songsang dengan redaman. Bulatan besar yang terbentuk dengan baik menunjukkan pelembapan rendah dan penguatan tinggi; gelung kecil dan ketat menunjukkan sistem yang terlembap dengan baik.
- Anisotropi (pemisahan kritikal): jika sistem rotor memiliki kekakuan yang berbeda dalam arah horizontal dan vertikal, plot mungkin menunjukkan dua loop yang berbeda dan bertumpang-tindih — suatu “perpecahan kritis” yang jelas yang disebabkan oleh arah kekakuan.
- Lokasi tempat berat: orientasi loop membantu menemukan titik berat rotor — yang ketidakseimbangan — relatif terhadap tanda acuan fase pada poros, yang mengarahkan tempat a berat pembetulan should go.
- Perubahan sistem: membandingkan plot Nyquist sepanjang waktu mengungkapkan pergeseran dalam kondisi mesin. Perubahan ukuran atau bentuk loop menandakan perubahan dalam redaman atau kekakuan, yang mungkin menunjukkan a pemutar retak, a loose asas, atau ciri-ciri galas yang berkembang.
- Pengimbangan: plot digunakan dalam flexible-rotor penyeimbangan. Dengan mengamati bagaimana loop bergerak setelah a berat percubaan ditambahkan, analis menurunkan pekali pengaruh diperlukan untuk menghitung solusi penyeimbangan.
4. Menangkap Data di Lapangan
Plot Nyquist sebaik data amplitudo-dan-fase yang tersinkronisasi di belakangnya, dan data itu bergantung pada acuan fase sekali-per-revolusi yang bersih yang diambil melalui sapuan kecepatan. Di lapangan, penganalisa portabel dua-saluran seperti Balanset-1A mengukur amplitudo dan fase 1× terhadap pulsa tachometer optiknya selama a pecutan atau menuruni pantai, menyediakan rekaman vektor-versus-kecepatan dari mana plot polar digambar. Pengukuran amplitudo-dan-fase yang sama mendasari pengimbangan medan, jadi satu instrumen baik menandai resonansi dan mengoreksi ketidakseimbangan yang membangkitkannya. Untuk memeriksa bahwa garis orde akan benar-benar melintasi frekuensi alami dalam jangkauan operasi, analis dapat membuat sketsa gangguan terlebih dahulu dengan Kalkulator gambar rajah Campbell.
5. Plot Nyquist berbanding Plot Bode
Plot Nyquist dan Bode menampilkan data yang sama persis — amplitudo dan fase 1× versus kecepatan — dalam format yang berbeda, dan pilihan di antara mereka sering kali bergantung pada preferensi analis dan fitur yang ditekankan.
- Bode plot: lebih baik untuk membaca RPM presisi puncak amplitudo dan awal dan akhir pergeseran fase 180-derajat yang tepat, karena sumbu kecepatannya linear dan mudah diskalakan.
- Nyquist plot: lebih baik untuk memahami respons dinamis keseluruhan sekaligus. Ini unggul dalam menunjukkan jumlah redaman melalui ukuran loop dan dalam mengekspos perpecahan kritis sebagai loop yang bertumpang-tindih, keduanya lebih intuitif daripada yang dapat dilakukan plot Bode.
Tampilan yang terkait erat adalah orbit aci, yang memplot gerakan dalam bidang bantalan daripada vektor tunggal versus kecepatan. Kebanyakan penganalisis getaran dapat menggambar ketiga-tiganya, dan analis berpengalaman menggunakannya bersama untuk pemahaman yang komprehensif dinamik rotor diagnosis.
