Forstå motorstangpasseringsfrekvens
Definisjon: Hva er motorstangpasseringsfrekvens?
Motorstangpasseringsfrekvens (også kalt rotorstangpasseringsfrekvens, rotorspaltefrekvens eller bare stangpassering) er frekvensen som rotorstangene i en kortslutningsinduksjonsmotor passerer statorsporene eller statorviklingene med. Den beregnes som antall rotorstanger multiplisert med rotorens rotasjonsfrekvens (stangpasseringsfrekvens = antall rotorstanger × o/min / 60). Denne frekvensen ligger vanligvis i området 200–2000 Hz, avhengig av motorstørrelse og hastighet.
Selv om det vanligvis er en komponent med lav amplitude i motoren vibrasjon spektre, forhøyet stangpasseringsfrekvens kan indikere rotor-til-stator-eksentrisitet, luftgapproblemer eller elektromagnetiske uregelmessigheter. Det er forskjellig fra, men relatert til defekter i rotorstangen, som produserer sidebånd ved slipfrekvens i stedet for ved selve stangpassfrekvensen.
Beregning
Formel
- RBPF = Nb × N / 60
- Der RBPF = Rotorstangpasseringsfrekvens (Hz)
- Nb = Antall rotorstenger
- N = Rotorhastighet (RPM)
Typiske verdier
Eksempel på liten motor
- Antall rotorstenger: 28
- Hastighet: 1750 o/min
- RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz
Eksempel på stor motor
- Antall rotorstenger: 56
- Hastighet: 3550 o/min
- RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz
Finne antall barer
- Se motorens merkeplate eller produsentens data
- Visuell telling (hvis rotoren er tilgjengelig)
- Identifiser fra vibrasjonsspekterets topp
- Typisk område: 16–80 bar avhengig av motorstørrelse og poler
Fysisk mekanisme
Rotor-stator-interaksjon
Stangpasseringsfrekvensen oppstår fra magnetisk interaksjon:
- Rotorstenger som fører strøm skaper lokale magnetfeltforstyrrelser
- Når rotoren roterer, passerer hver stang statorspor i rekkefølge
- Magnetisk reluktans varierer ettersom stengene justerer seg med eller passerer mellom statortennene
- Skaper en liten pulserende elektromagnetisk kraft
- Kraftpulseringsfrekvens = rotorstangens passasjehastighet
Ensartet vs. ikke-ensartet luftgap
- Jevn luftgap: Effekter kanselleres i stor grad, lav RBPF-amplitude
- Eksentrisk rotor: Asymmetrisk interaksjon, forhøyet RBPF-amplitude
- Diagnostisk verdi: RBPF-amplitude indikerer luftgapets ensartethet
Diagnostisk betydning
Normal tilstand
- RBPF-topp tilstede, men svært lav amplitude (< 0,5 mm/s)
- Kan være knapt synlig over støynivået
- Ingen sidebånd rundt RBPF
- Indikerer jevnt luftgap og god rotor-stator-konsentrisitet
Forhøyet RBPF indikerer
Eksentrisitet i luftgap
- Rotor utenfor senter i statorboringen
- RBPF-amplituden øker
- Kan ha sidebånd ved ±1× kjørehastighet
- Ligner på polpassfrekvens høyde
Rotor-stator feiljustering
- Rotoraksen er ikke parallell med statoraksen
- Luftgapet varierer langs aksial lengde
- RBPF og forhøyede harmoniske
Ødelagte eller skadede rotorstenger
- Annet diagnostisk mønster enn selve RBPF
- Oppretter sidebånd rundt 1× ved slipfrekvensavstand
- Se defekter i rotorstangen for detaljer
Differensiering fra andre frekvenser
RBPF vs. peilingsfrekvenser
- RBPF: Typisk 200–3000 Hz, avhenger av motordesign
- Peilingsfrekvenser: Typisk 50–500 Hz for motorlagre
- Forskjell: Beregn begge og sammenlign med observerte topper
- Mulig overlapping: Store motorer kan ha RBPF overlappende lagerfrekvensområde
RBPF vs. statorsporfrekvens
- Statorsporpassasje: Antall statorspor × kjørehastighet (sjelden signifikant)
- RBPF: Antall rotorstenger × kjørehastighet (vanligere observert)
- Begge tilstede: I noen motorer kan begge være synlige
Praktisk anvendelse
Når skal RBPF overvåkes
- Mistenkte problemer med luftspalte
- Etter lagerbytte (kontroller riktig rotorsentrering)
- Forhøyet 2× linjefrekvens (kan være relatert til eksentrisitet)
- Basisfastsettelse for nye eller omviklede motorer
- Kvalitetsverifisering etter motorreparasjon
Hensyn ved måling
- Krever tilstrekkelig frekvensområde (Fmax > 2× RBPF)
- Kan trenge akselerometre i stedet for hastighetssensorer for høye frekvenser
- Måling på motorramme eller lagerhus
- Sammenlign med basismotorer eller lignende motorer
Forhold til deteksjon av ødelagt stang
Selv om RBPF i seg selv indikerer problemer med luftspalten, skaper rotorstangdefekter en annen signatur:
- Defekter i rotorstangen: Sidebånd rundt 1× kjørehastighet ved ± slipfrekvens
- RBPF-problemer: Forhøyet amplitude ved selve RBPF (antall barer × hastighet)
- Begge kan sameksistere: Eksentrisitet OG ødelagte stenger mulig samtidig
- Omfattende analyse: Sjekk begge mønstrene for fullstendig motordiagnose
Motorstangpasseringsfrekvensen overvåkes sjeldnere enn lagerfrekvenser eller rotorstangdefektsignaturer, men gir verdifull diagnostisk informasjon om luftgapuniformitet og rotor-stator-konsentrisitet. Forståelse av RBPF-beregning og -gjenkjenning i vibrasjonsspektre fullfører det diagnostiske bildet for vurdering av induksjonsmotorens tilstand.