Forstå Nyquist-plottet (polarplottet)

Definisjon: Hva er et Nyquist-plott?

A Nyquist-plottet, også ofte kjent som en polarplott Innen vibrasjonsanalyse er en graf som brukes til å vise de skiftende egenskapene til en vibrasjonsvektor i et polarkoordinatsystem. I motsetning til en Bode-plottet, som viser amplitude og fase på to separate kartesiske grafer, kombinerer Nyquist-plottet dem til ett enkelt plott.

• Den avstand fra origo (sentrum) av plottet representerer amplituden til vibrasjonen.
• Den vinkel rundt plottet representerer fasevinkelen til vibrasjonen.

Plottet sporer banen til spissen på 1X (synkron) vibrasjonsvektoren når maskinens hastighet endres, vanligvis under oppstart eller avstengning. Hastigheten indikeres ofte ved å endre farger eller symboler langs den plottede linjen.

Hvorfor er Nyquist-plottet viktig?

Nyquist-plottet gir en unik og kraftig visualisering av en maskins dynamiske respons. Hovedbruken er, i likhet med Bode-plottet, å identifisere og analysere en maskins kritiske hastigheter (resonanser).

Den klassiske indikatoren for kritisk hastighet på et Nyquist-plott er en løkkeNår maskinens hastighet nærmer seg en naturlig frekvens, øker vibrasjonsamplituden, noe som fører til at plottet beveger seg bort fra origo. Når hastigheten passerer gjennom den kritiske hastigheten, gjennomgår fasen en 180-graders forskyvning, noe som fører til at vektorens spiss sveiper rundt og danner en sirkel eller løkke. Punktet med maksimal amplitude er toppen av løkken, og selve den kritiske hastigheten er ved 90-graders faseforskyvningspunktet på løkken.

Tolkning av et Nyquist-plott

Formen, størrelsen og orienteringen til løkken på et Nyquist-plott kan avsløre detaljert informasjon om rotorens helse og dynamiske egenskaper:

• Demping: Diameteren på sløyfen er omvendt proporsjonal med dempingen i systemet. En stor, velformet sirkel indikerer lav demping (høy forsterkning), mens en liten, tett sløyfe indikerer et godt dempet system.
• Anisotropi (delte kritiske verdier): Hvis et rotorsystem har ulik stivhet i horisontal og vertikal retning, kan plottet vise to distinkte, overlappende løkker, noe som tydelig indikerer en «splittkritisk» tilstand.
• Plassering av tung flekk: Retningen til løkken kan bidra til å bestemme plasseringen av rotorens tunge punkt (ubalanse) i forhold til fasereferansemerket på akselen.
• Systemendringer: Sammenligning av Nyquist-plott over tid kan avsløre endringer i maskinens tilstand. En endring i størrelsen eller formen på sløyfen indikerer en endring i demping eller stivhet, som kan være forårsaket av problemer som en sprukket rotor, løst fundament eller endringer i lageregenskaper.
• Balansering: Plottet brukes i avansert fleksibel rotorbalansering. Ved å observere endringen i plottet etter å ha lagt til en prøvevekt, kan en analytiker bestemme påvirkningskoeffisientene som trengs for å beregne riktig balanseringsløsning.

Nyquist-plottet vs. Bode-plottet

Nyquist- og Bode-plott viser nøyaktig de samme dataene (1X amplitude og fase vs. hastighet), men i forskjellige formater. Valget mellom dem avhenger ofte av analytikerens preferanse og den spesifikke egenskapen de ønsker å fremheve.

• Bode-plottet: Bedre for å tydelig se det nøyaktige turtallet til toppamplituden og de nøyaktige start- og sluttpunktene for 180-graders faseskiftet. Hastighetsaksen er lineær og lett å lese.
• Nyquist-plottet: Bedre for å visualisere den samlede dynamiske responsen i én enkelt visning. Den utmerker seg ved å vise mengden demping (løkkestørrelse) og identifisere delte kritiske verdier (overlappende løkker) mer intuitivt enn et Bode-plott.

De fleste moderne programvarer for vibrasjonsanalyse kan vise begge plotttypene, og erfarne analytikere vil ofte bruke dem sammen for en omfattende diagnose.

← Tilbake til hovedindeksen