Forstå slipfrekvens i induksjonsmotorer

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er slipfrekvens?

Slipfrekvens er forskjellen mellom den synkrone hastigheten (hastigheten til det roterende magnetfeltet) og den faktiske rotorhastigheten i en induksjonsmotor, uttrykt i Hz. Den representerer hvor raskt magnetfeltet “glider” forbi rotorlederne, og induserer strømmen som skaper motormomentet. Slipefrekvens er grunnleggende for induksjonsmotordrift og er kritisk viktig i motordiagnostikk fordi den bestemmer sidebåndavstanden i vibrasjon og strømsignaturer til defekter i rotorstangen.

Slipfrekvensen ligger vanligvis i området 0,5–3 Hz for motorer under normal belastning, øker med belastning og gir et indirekte mål på motorbelastningen. Å forstå slipfrekvensen er viktig for å tolke motorens vibrasjon spektre og diagnostisering av elektromagnetiske feil.

Hvordan slip fungerer i induksjonsmotorer

Induksjonsprinsippet

Induksjonsmotorer opererer gjennom elektromagnetisk induksjon:

1. Statorviklinger skaper roterende magnetfelt ved synkron hastighet
2. Magnetfeltet roterer litt raskere enn rotoren
3. Relativ bevegelse mellom felt- og rotorstenger induserer strøm i rotoren
4. Indusert strøm skaper rotorens magnetfelt
5. Samspill mellom stator- og rotorfelt produserer dreiemoment
6. Nøkkelpunkt: Hvis rotoren oppnådde synkron hastighet, ville det ikke være noen relativ bevegelse, ingen induksjon, intet dreiemoment

Hvorfor slip er nødvendig

• Rotoren må gå saktere enn synkron hastighet for at induksjon skal skje
• Større glidning, mer strøm indusert, mer dreiemoment produsert
• Uten belastning: minimal slipp (~1%)
• Ved full belastning: høyere slipp (typisk 3-5%)
• Slip lar motoren automatisk justere dreiemomentet til belastningen

Beregning av glidfrekvens

Formel

• fs = (Nsync – Faktisk) / 60
• Hvor fs = slipfrekvens (Hz)
• Nsync = synkron hastighet (RPM)
• Faktisk = faktisk rotorhastighet (RPM)

Alternativ bruk av slipprosent

• Slip (%) = [(Nsync – Faktisk) / Nsync] × 100
• fs = (Slip% × Nsync) / 6000

Eksempler

4-polet, 60 Hz motor uten belastning

• Nsync = 1800 o/min
• Faktisk turtall = 1795 o/min (lett belastning)
• fs = (1800–1795) / 60 = 0,083 Hz
• Slipp = 0,3%

Samme motor ved full belastning

• Nsync = 1800 o/min
• Faktisk turtall = 1750 o/min (nominell hastighet)
• fs = (1800–1750) / 60 = 0,833 Hz
• Slipp = 2,8%

2-polet, 50 Hz motor

• Nsync = 3000 o/min
• Faktisk turtall = 2950 o/min
• fs = (3000–2950) / 60 = 0,833 Hz
• Slipp = 1,7%

Slipfrekvens i vibrasjonsdiagnostikk

Sidebåndavstand for rotorstangdefekter

Den viktigste diagnostiske bruken av slipfrekvens:

• Mønster: Sidebånd rundt 1× kjørehastighet ved ±fs, ±2fs, ±3fs
• Eksempel: 1750 o/min motor (29,2 Hz) med fs = 0,83 Hz
• Sidebånd på: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz, osv.
• Diagnose: Disse sidebåndene indikerer ødelagte eller sprukne rotorstenger
• Amplitude: Sidebåndamplitude indikerer antall og alvorlighetsgrad av ødelagte søyler

Analyse av nåværende signatur

I motorstrømspektre:

• Rotorstangdefekter skaper sidebånd rundt linjefrekvens
• Mønster: fline ± 2fs (merk: 2× slipfrekvens, ikke 1×)
• For 60 Hz motor med 1 Hz slip: 58 Hz og 62 Hz sidebånd
• Bekrefter rotorstangdiagnose fra vibrasjon

Slip som lastindikator

Slip varierer med belastning

• Ingen last: 0,2–1% slip (0,1–0,5 Hz for typiske motorer)
• Halv last: 1-2% slip (0,5-1,0 Hz)
• Full last: 2-5% slip (1-2,5 Hz)
• Overbelastning: > 5% slip (> 2,5 Hz)
• Starter: 100% slip (slipfrekvens = linjefrekvens)

Bruk av slip for å vurdere lasting

• Mål faktisk motorhastighet nøyaktig
• Beregn slip fra synkron hastighetsforskjell
• Sammenlign med nominell fulllastslipp fra navneskiltet
• Estimer motorbelastningsprosent
• Nyttig når direkte effektmåling ikke er tilgjengelig

Faktorer som påvirker glidning

Designfaktorer

• Rotormotstand: Høyere motstand = mer glidning
• Motordesignklasse: NEMA-design påvirker slippegenskapene
• Spenning: Lavere spenning øker slipp for gitt last

Driftsforhold

• Lastmoment: Primær determinant for glidning
• Forsyningsspenning: Underspenning øker slipp
• Frekvensvariasjon: Variasjoner i forsyningsfrekvens påvirker slip
• Temperatur: Rotoroppvarming øker motstanden og øker glidningen

Motortilstand

• Ødelagte rotorstenger øker glidning (mindre effektiv dreiemomentproduksjon)
• Problemer med statorviklingen kan påvirke slipp
• Lagerproblemer som øker friksjonen, øker glidningen litt

Målemetoder

Direkte hastighetsmåling

• Bruk turteller eller strobe for å måle faktisk turtall
• Kjenn synkronhastigheten fra motorens merkeplate (poler og frekvens)
• Beregn slip: fs = (Nsync – Natual) / 60
• Den mest nøyaktige metoden

Fra vibrasjonsspekteret

• Identifiser nøyaktig 1× topphastighet for løp
• Beregn løpehastighet fra 1 × frekvens
• Bestem slipp fra synkron hastighetsforskjell
• Krever FFT med høy oppløsning

Fra sidebåndavstand

• Hvis det er defekte sidebånd i rotorstangen
• Mål avstanden mellom sidebåndene
• Avstand = slipfrekvens direkte
• Praktisk, men krever at en feil er til stede

Praktisk diagnostisk bruk

Normale slipverdier

• Dokumenter grunnlinjeslipp ved ulike belastninger for hver motor
• Typisk fullastslipp: 1-3% (sjekk navneskiltet)
• Slip > merkeplateverdi kan indikere overbelastning eller motorproblem
• Skli < forventet ved gitt belastning kan indikere elektrisk feil

Unormale glidindikatorer

• Overdreven glidning: Motor overbelastet, rotorstenger ødelagt, høy rotormotstand
• Variabel slipp: Lastfluktuasjoner, ustabilitet i strømforsyningen
• Lav glidning ved belastning: Mulig statorproblem, spenningsproblem

Slipfrekvens er grunnleggende for drift og diagnostikk av induksjonsmotorer. Som sidebåndavstand for deteksjon av rotorstangfeil og som en indikator på motorbelastning, gir slipfrekvens viktig informasjon for vurdering av motorens tilstand. Nøyaktig bestemmelse av slipfrekvens muliggjør riktig tolkning av motorvibrasjoner og strømsignaturer, og skiller normal drift fra feiltilstander.

---

← Tilbake til hovedindeksen