Wat is elektrische frequentie? Netfrequentie in motoren • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is elektrische frequentie? Netfrequentie in motoren • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is elektrische frequentie? Netfrequentie in motoren

Gepubliceerd door admin op

Elektrische frequentie in motoren begrijpen

Definitie: Wat is elektrische frequentie?

Elektrische frequentie (ook wel netfrequentie, netfrequentie of netfrequentie genoemd) is de frequentie van de wisselstroom (AC) die aan elektromotoren en andere elektrische apparatuur wordt geleverd. De twee standaard elektrische frequenties wereldwijd zijn 60 Hz (Hertz) in Noord-Amerika, delen van Zuid-Amerika en sommige Aziatische landen, en 50 Hz in Europa, het grootste deel van Azië, Afrika en Australië. Deze frequentie bepaalt de synchrone snelheid van wisselstroommotoren en creëert karakteristieke elektromagnetische krachten en trillingen componenten met veelvouden van de lijnfrequentie.

In motor trillingsanalyse, elektrische frequentie en de bijbehorende harmonischen (met name 2× lijnfrequentie) zijn belangrijke diagnostische indicatoren voor elektromagnetische problemen, statorproblemen en onregelmatigheden in de luchtspleet.

Relatie tot motorsnelheid

Synchrone snelheidsberekening

Bij AC-inductiemotoren wordt het synchrone toerental bepaald door de elektrische frequentie:

  • Nsynchroniseren = (120 × f) / P
  • Waar Nsynchroniseren = synchrone snelheid (RPM)
  • f = elektrische frequentie (Hz)
  • P = aantal polen in de motor

Veelvoorkomende motorsnelheden

Voor 60 Hz-systemen

  • 2-polige motor: 3600 RPM synchroon (werkelijk ~3550 RPM met slip)
  • 4-polige motor: 1800 RPM synchroon (werkelijk ~1750 RPM)
  • 6-polige motor: 1200 RPM synchroon (werkelijk ~1170 RPM)
  • 8-polige motor: 900 RPM synchroon (werkelijke ~875 RPM)

Voor 50 Hz-systemen

  • 2-polige motor: 3000 RPM synchroon (werkelijk ~2950 RPM)
  • 4-polige motor: 1500 RPM synchroon (werkelijk ~1450 RPM)
  • 6-polige motor: 1000 RPM synchroon (werkelijk ~970 RPM)
  • 8-polige motor: 750 RPM synchroon (werkelijke ~730 RPM)

Slipfrequentie

Het verschil tussen synchrone en werkelijke snelheid:

  • Slipfrequentie (fs) = (Nsynchroniseren - Nwerkelijk) / 60
  • Typische slip: 1-5% van synchrone snelheid
  • Slipfrequentie meestal 1-3 Hz
  • Afhankelijk van de belasting: slip neemt toe met de belasting
  • Belangrijk voor het diagnosticeren van elektrische defecten aan de rotor

Elektromagnetische trillingscomponenten

2× Lijnfrequentie (Meest Belangrijk)

De dominante elektromagnetische trillingscomponent:

  • 60 Hz-systemen: 2 × 60 = 120 Hz trillingscomponent
  • 50 Hz-systemen: 2 × 50 = 100 Hz trillingscomponent
  • Oorzaak: Magnetische krachten tussen stator en rotor pulseren met tweemaal de lijnfrequentie
  • Altijd aanwezig: Normale karakteristiek van alle AC-motoren (lage amplitude normaal)
  • Verhoogde amplitude: Geeft statorproblemen, luchtspleetproblemen of magnetische onbalans aan

Lijnfrequentie (1×f)

  • 50 Hz of 60 Hz component
  • Meestal lagere amplitude dan 2×f
  • Kan duiden op een onevenwicht in de voedingsspanning
  • Kan voorkomen bij fouten in de statorwikkeling

Hogere harmonischen

  • 4×f, 6×f, enz. (240 Hz, 360 Hz voor 60 Hz-systemen)
  • Kan wijzen op wikkelproblemen of problemen met de kernlaminatie
  • Meestal lage amplitude bij gezonde motoren

Diagnostische betekenis

Normale 2×f amplitude

  • Typisch < 10% van 1× (loopsnelheid) trilling
  • Relatief constant in de tijd
  • Aanwezig in alle richtingen, maar vaak het sterkst radiaal

Verhoogde 2×f duidt op problemen

Problemen met statorwikkeling

  • Turn-to-turn shorts, fase-onevenwicht
  • 2×f amplitude neemt in de loop van de tijd toe
  • Kan gepaard gaan met temperatuurstijging
  • Meetbare huidige onbalans tussen fasen

Luchtspleet-excentriciteit

  • Niet-uniforme luchtspleet door rotorexcentriciteit of lagerslijtage
  • Creëert een onevenwichtige magnetische aantrekkingskracht
  • 2×f en pooldoorlaatfrequenties verhoogd
  • Combinatie van mechanische en elektromagnetische effecten

Zachte voet- of frameresonantie

  • Als de natuurlijke frequentie van het motorframe nabij 2×f ligt
  • Structurele resonantie versterkt elektromagnetische trillingen
  • Frametrilling veel hoger dan lagertrilling
  • Te corrigeren door middel van structurele versteviging of framedemping

Frequentieregelaars (VFD's)

VFD-effecten op elektrische frequentie

  • VFD's creëren een variabele uitgangsfrequentie (typisch 0-120 Hz)
  • Motorsnelheid evenredig met de uitgangsfrequentie van de VFD
  • Alle elektromagnetische frequenties schalen met de VFD-uitgangsfrequentie
  • PWM-schakeling creëert extra hoogfrequente componenten

VFD-specifieke trillingsproblemen

  • Schakelfrequenties: kHz-bereikcomponenten van PWM-schakeling
  • Lagerstromen: Hoogfrequente stromen kunnen lagers beschadigen
  • Torsievibratie: Koppelpulsaties bij verschillende frequenties
  • Resonantie-excitatie: Variabele snelheid kan door resonanties heen vegen

Voorbeelden van praktische diagnose

Geval 1: Hoge 2×f-trilling

  • Symptoom: 4-polige 60 Hz-motor (1750 tpm) met 120 Hz-trilling = 6 mm/s
  • Analyse: 120 Hz veel hoger dan 1× loopsnelheidsvibratie (2 mm/s)
  • Diagnose: Statorwikkelingsprobleem of excentriciteit van de luchtspleet
  • Bevestiging: Thermische beeldvorming toont hotspot in stator, stroomonevenwicht gemeten
  • Actie: Motor terugdraaien of vervangen

Geval 2: Zijbanden rond loopsnelheid

  • Symptoom: Pieken bij 1× ± 2 Hz (slipfrequentie)
  • Diagnose: Gebroken rotorstaven
  • Bevestiging: MCSA vertoont hetzelfde zijbandpatroon in de huidige
  • Progressie: Houd de amplitudegroei in de gaten om vervanging te plannen

Beste praktijken voor monitoring

Spectrumanalyse-opstelling

  • Zorg ervoor dat Fmax (maximale frequentie) > 500 Hz is om 2×f en harmonischen vast te leggen
  • Voldoende resolutie om dicht bij elkaar gelegen zijbanden te scheiden (Resolutie < 0,5 Hz voor slipfrequentieanalyse)
  • Meten in meerdere richtingen (horizontaal, verticaal, axiaal)

Basislijn Vaststelling

  • Registreer de amplitude van 2×f wanneer de motor nieuw is of net opnieuw is opgewonden
  • Stel normale niveaus vast voor elk motortype in de faciliteit
  • Alarmgrenzen instellen (meestal 2-3× basislijn voor 2×f)

Trendparameters

  • 2× lijnfrequentie-amplitude en trending
  • Pooldoorlaatfrequentiecomponenten
  • Zijbandamplitudes en -patronen
  • Algemene trillingsniveaus
  • Lagerconditie-indicatoren

Elektrische frequentie is essentieel voor het begrijpen van de werking en diagnose van wisselstroommotoren. Het herkennen van lijnfrequentiecomponenten (met name 2×f) in trillingsspectra en het begrijpen van hun relatie met elektromagnetische verschijnselen maakt het mogelijk om onderscheid te maken tussen mechanische en elektrische motorstoringen, wat leidt tot passende diagnostische en corrigerende maatregelen.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp