Gratis ingeniørverktøy #039
Kalkulator for motorens elektriske defektfrekvens
Beregn synkron hastighet, slipp, 2× linjefrekvens, polpassfrekvens, rotorstangpassfrekvens og diagnostiske sidebånd for analyse av elektriske motorer.
Resultater
Synkron hastighet
Den synkrone hastigheten til en AC-induksjonsmotor avhenger av nettfrekvens og antall poler:
Slipp
Slipp er forskjellen mellom synkron og faktisk rotorhastighet, uttrykt som en brøkdel eller prosentandel:
Typisk fulllastslipp for standard induksjonsmotorer er 1–5%.
Slipfrekvens
2× linjefrekvens
Denne frekvensen (100 Hz ved 50 Hz forsyning, 120 Hz ved 60 Hz) er alltid tilstede i motorvibrasjoner på grunn av det vekslende magnetfeltet. En forhøyet 2×-linje indikerer elektriske problemer: ubalanserte faser, luftgapseksentrisitet eller feil i statorviklingen.
Polpassfrekvens
Polpassfrekvens er en nøkkelindikator ved analyse av knekte rotorstenger. Sidebånd ved polpassfrekvens rundt 1× linjefrekvens i strømspektre (MCSA) er en klassisk feilsignatur for rotorstenger.
Rotorstangpasseringsfrekvens
Praktisk eksempel
Gitt: flinje = 50 Hz, poler = 4, N = 1475 o/min
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 o/min
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
fslipp = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× linjefrekvens = 2 × 50 = 100 Hz
Pole pass = 2 × s × flinje = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Merk: Motorhastigheten varierer med belastning. Sørg for at du bruker den faktiske målte hastigheten under driftsforhold, ikke merkeskilthastigheten. En turteller- eller strobemåling gir de mest nøyaktige resultatene for slippavhengige beregninger.
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
Prosedyrene som er beskrevet på denne siden, ble utviklet og testet i felt av Vibromera-teamet med Balanset-1A, en bærbar tokanals balanserer og vibrasjonsanalysator for balansering av rotorer på stedet.
Profesjonelle vibrasjonsanalyseinstrumenter for motordiagnostikk, feltbalansering og tilstandsovervåking. Brukes i over 50 land.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko er vibrasjonsanalyseingeniør samt grunnlegger og daglig leder i Vibromera. I mer enn 15 år har han balansert roterende utstyr ute i felt i stedet for på en prøvebenk: mulchmaskiner, industrivifter, knusere, sentrifuger, aksler og spindler. Det er ut av dette arbeidet Balanset-instrumentene har vokst — de ble utformet som et verktøy en fagperson kan ta med til maskinen og bruke alene på stedet, ikke som laboratorieutstyr. Vibromera ble grunnlagt i 2017 og har siden 2023 hatt base i Porto i Portugal. Utvikling, montering og støtte for Balanset-serien skjer her. Flaggskipet er Balanset-1A, en bærbar analysator for balansering i ett og to plan og for vibrasjonsdiagnostikk. Nikolai deltar personlig i kundestøtten, i arbeidet med vanskelige balanseringssaker og i utviklingen av programvaren. Han jobber med kunder over hele verden, på alle språk.
