Hva er elektrisk frekvens? Nettfrekvens i motorer • Bærbar balanserer, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er elektrisk frekvens? Nettfrekvens i motorer • Bærbar balanserer, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er elektrisk frekvens? Nettfrekvens i motorer

Publisert av admin på

Forstå elektrisk frekvens i motorer

Definisjon: Hva er elektrisk frekvens?

Elektrisk frekvens (også kalt nettfrekvens, nettfrekvens eller strømfrekvens) er frekvensen til vekselstrømmen (AC) som tilføres elektriske motorer og annet elektrisk utstyr. De to standard elektriske frekvensene over hele verden er 60 Hz (Hertz) i Nord-Amerika, deler av Sør-Amerika og noen asiatiske land, og 50 Hz i Europa, mesteparten av Asia, Afrika og Australia. Denne frekvensen bestemmer den synkrone hastigheten til vekselstrømsmotorer og skaper karakteristiske elektromagnetiske krefter og vibrasjon komponenter ved multipler av linjefrekvensen.

I motor vibrasjonsanalyse, elektrisk frekvens og dens harmoniske svingninger (spesielt 2× linjefrekvens) er viktige diagnostiske indikatorer for elektromagnetiske problemer, statorproblemer og uregelmessigheter i luftgap.

Forholdet til motorhastighet

Beregning av synkron hastighet

For AC-induksjonsmotorer bestemmes den synkrone hastigheten av elektrisk frekvens:

  • Nsynkronisering = (120 × f) / P
  • Hvor Nsynkronisering = synkron hastighet (RPM)
  • f = elektrisk frekvens (Hz)
  • P = antall poler i motoren

Vanlige motorhastigheter

For 60 Hz-systemer

  • 2-polet motor: 3600 o/min synkron (faktisk ~3550 o/min med slip)
  • 4-polet motor: 1800 o/min synkron (faktisk ~1750 o/min)
  • 6-polet motor: 1200 o/min synkron (faktisk ~1170 o/min)
  • 8-polet motor: 900 o/min synkron (faktisk ~875 o/min)

For 50 Hz-systemer

  • 2-polet motor: 3000 o/min synkron (faktisk ~2950 o/min)
  • 4-polet motor: 1500 o/min synkron (faktisk ~1450 o/min)
  • 6-polet motor: 1000 o/min synkron (faktisk ~970 o/min)
  • 8-polet motor: 750 o/min synkron (faktisk ~730 o/min)

Slipfrekvens

Forskjellen mellom synkron og faktisk hastighet:

  • Slipfrekvens (fs) = (Nsynkronisering – Nfaktisk) / 60
  • Typisk slip: 1-5% av synkron hastighet
  • Slipfrekvens vanligvis 1–3 Hz
  • Lastavhengig: glidningen øker med lasten
  • Viktig for å diagnostisere elektriske defekter i rotoren

Elektromagnetiske vibrasjonskomponenter

2× Linjefrekvens (viktigst)

Den dominerende elektromagnetiske vibrasjonskomponenten:

  • 60 Hz-systemer: 2 × 60 = 120 Hz vibrasjonskomponent
  • 50 Hz-systemer: 2 × 50 = 100 Hz vibrasjonskomponent
  • Forårsake: Magnetiske krefter mellom stator og rotor pulserer med dobbelt så høy nettfrekvens
  • Alltid til stede: Normal karakteristikk for alle vekselstrømsmotorer (lav amplitude normal)
  • Forhøyet amplitude: Indikerer statorproblemer, luftgapproblemer eller magnetisk ubalanse

Linjefrekvens (1×f)

  • 50 Hz eller 60 Hz komponent
  • Vanligvis lavere amplitude enn 2×f
  • Kan indikere ubalanse i forsyningsspenningen
  • Kan oppstå ved feil i statorviklingen

Høyere harmoniske

  • 4×f, 6×f, osv. (240 Hz, 360 Hz for 60 Hz-systemer)
  • Kan indikere viklingsproblemer eller problemer med kjernelaminering
  • Vanligvis lav amplitude i friske motorer

Diagnostisk betydning

Normal 2×f amplitude

  • Vanligvis < 10% av 1× (kjørehastighet) vibrasjon
  • Relativt konstant over tid
  • Tilstede i alle retninger, men ofte sterkest radialt

Forhøyet 2×f indikerer problemer

Problemer med statorviklingen

  • Kortslutninger fra sving til sving, faseubalanse
  • 2×f amplitude øker over tid
  • Kan være ledsaget av temperaturøkning
  • Gjeldende ubalanse målbar mellom faser

Eksentrisitet i luftgap

  • Ujevn luftgap på grunn av rotorens eksentrisitet eller lagerslitasje
  • Skaper ubalansert magnetisk tiltrekning
  • 2×f og forhøyede polpassfrekvenser
  • Kombinasjon av mekaniske og elektromagnetiske effekter

Myk fot- eller rammeresonans

  • Hvis motorrammens egenfrekvens er nær 2×f
  • Strukturell resonans forsterker elektromagnetisk vibrasjon
  • Rammevibrasjon mye høyere enn lagervibrasjon
  • Kan korrigeres gjennom strukturell avstivning eller rammedemping

Variable frekvensomformere (VFD-er)

VFD-effekter på elektrisk frekvens

  • VFD-er oppretter variabel utgangsfrekvens (typisk 0–120 Hz)
  • Motorhastighet proporsjonal med VFD-utgangsfrekvens
  • Alle elektromagnetiske frekvenser skaleres med VFD-utgangsfrekvens
  • PWM-svitsjing skaper ekstra høyfrekvente komponenter

VFD-spesifikke vibrasjonsproblemer

  • Byttefrekvenser: kHz-områdekomponenter fra PWM-svitsjing
  • Peilingsstrømmer: Høyfrekvente strømmer kan skade lagrene
  • Torsjonsvibrasjon: Momentpulseringer ved forskjellige frekvenser
  • Resonanseksitasjon: Variabel hastighet kan sveipe gjennom resonanser

Praktiske diagnoseeksempler

Tilfelle 1: Høy 2×f vibrasjon

  • Symptom: 4-polet, 60 Hz motor (1750 o/min) med 120 Hz vibrasjon = 6 mm/s
  • Analyse: 120 Hz mye høyere enn vibrasjon ved 1× kjørehastighet (2 mm/s)
  • Diagnose: Problem med statorviklingen eller eksentrisitet i luftgapet
  • Bekreftelse: Termografi viser hotspot i statoren, strømubalanse målt
  • Handling: Spol tilbake eller bytt motor

Tilfelle 2: Sidebånd rundt løpehastighet

  • Symptom: Topper ved 1 × ± 2 Hz (slipfrekvens)
  • Diagnose: Ødelagte rotorstenger
  • Bekreftelse: MCSA viser samme sidebåndsmønster i strøm
  • Progresjon: Overvåk amplitudeveksten for å planlegge utskifting

Beste praksis for overvåking

Oppsett av spektrumanalyse

  • Sørg for at Fmax (maksimal frekvens) er > 500 Hz for å fange opp 2×f og harmoniske
  • Tilstrekkelig oppløsning for å separere tettliggende sidebånd (< 0,5 Hz oppløsning for slipfrekvensanalyse)
  • Mål i flere retninger (horisontal, vertikal, aksial)

Grunnleggende etablering

  • Registrer 2×f amplitude når motoren er ny eller nylig oppspolet
  • Etabler normale nivåer for hver motortype i anlegget
  • Angi alarmgrenser (vanligvis 2–3× grunnlinje for 2×f)

Trendparametere

  • 2× linjefrekvensamplitude og trending
  • Polpassfrekvenskomponenter
  • Sidebåndsamplituder og -mønstre
  • Generelle vibrasjonsnivåer
  • Indikatorer for lagertilstand

Elektrisk frekvens er grunnleggende for å forstå drift og diagnostikk av vekselstrømsmotorer. Å gjenkjenne linjefrekvenskomponenter (spesielt 2×f) i vibrasjonsspektre og forstå deres forhold til elektromagnetiske fenomener gjør det mulig å skille mellom mekaniske og elektriske motorfeil, og dermed veilede passende diagnostiske og korrigerende tiltak.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp