Zrozumienie wykresu Nyquista (wykresu biegunowego)

Definicja: Czym jest wykres Nyquista?

A Wykres Nyquista, powszechnie znany również jako wykres biegunowy W dziedzinie analizy drgań jest to wykres służący do wyświetlania zmieniających się charakterystyk wektora drgań w układzie współrzędnych biegunowych. W przeciwieństwie do Wykres Bodego, który przedstawia amplitudę i fazę na dwóch oddzielnych wykresach kartezjańskich, wykres Nyquista łączy je w jeden wykres.

• The odległość od początku (środka) część wykresu przedstawia amplitudę drgań.
• The kąt wokół działki reprezentuje kąt fazowy drgań.

Wykres przedstawia ścieżkę wierzchołka wektora drgań synchronicznych (1X) wraz ze zmianą prędkości maszyny, zazwyczaj podczas uruchamiania lub wyłączania. Prędkość jest często oznaczana zmieniającymi się kolorami lub symbolami wzdłuż linii.

Dlaczego wykres Nyquista jest ważny?

Wykres Nyquista zapewnia unikalną i potężną wizualizację dynamicznej odpowiedzi maszyny. Jego głównym zastosowaniem, podobnie jak wykresu Bodego, jest identyfikacja i analiza reakcji maszyny. prędkości krytyczne (rezonanse).

Klasycznym wskaźnikiem prędkości krytycznej na wykresie Nyquista jest pętlaGdy prędkość maszyny zbliża się do częstotliwości naturalnej, amplituda drgań wzrasta, powodując odsunięcie wykresu od początku układu współrzędnych. Gdy prędkość przekracza prędkość krytyczną, faza ulega przesunięciu o 180 stopni, co powoduje, że wierzchołek wektora zatacza koło i tworzy okrąg lub pętlę. Punkt maksymalnej amplitudy znajduje się na szczycie pętli, a sama prędkość krytyczna znajduje się w punkcie przesunięcia fazy o 90 stopni na pętli.

Interpretacja wykresu Nyquista

Kształt, rozmiar i orientacja pętli na wykresie Nyquista mogą ujawnić szczegółowe informacje na temat stanu technicznego i właściwości dynamicznych wirnika:

• Tłumienie: Średnica pętli jest odwrotnie proporcjonalna do tłumienia w układzie. Duży, dobrze uformowany okrąg wskazuje na niskie tłumienie (wysokie wzmocnienie), natomiast mała, ciasna pętla wskazuje na układ dobrze tłumiony.
• Anizotropia (podział krytyczny): Jeżeli układ wirnika ma różną sztywność w kierunku poziomym i pionowym, wykres może pokazywać dwie odrębne, nakładające się pętle, co wyraźnie wskazuje na „punkt krytyczny podziału”.
• Lokalizacja punktu ciężkiego: Orientacja pętli może pomóc ustalić lokalizację ciężkiego punktu wirnika (niewyważenia) względem znaku odniesienia fazy na wale.
• Zmiany systemowe: Porównanie wykresów Nyquista w czasie może ujawnić zmiany w stanie maszyny. Zmiana rozmiaru lub kształtu pętli wskazuje na zmianę tłumienia lub sztywności, co może być spowodowane problemami takimi jak pęknięty wirnik, luźny fundament lub zmiany w charakterystyce łożysk.
• Równoważenie: Wykres jest wykorzystywany w zaawansowanym wyważaniu wirników elastycznych. Obserwując zmianę na wykresie po dodaniu ciężarka próbnego, analityk może określić współczynniki wpływu potrzebne do obliczenia prawidłowego rozwiązania wyważania.

Wykres Nyquista kontra wykres Bodego

Wykresy Nyquista i Bodego prezentują dokładnie te same dane (1X amplituda i faza vs. prędkość), ale w różnych formatach. Wybór między nimi często sprowadza się do preferencji analityka i konkretnej cechy, którą chce podkreślić.

• Fabuła Bodego: Lepsze, aby wyraźnie zobaczyć dokładną liczbę obrotów na minutę amplitudy szczytowej oraz precyzyjne punkty początkowe i końcowe przesunięcia fazowego o 180 stopni. Oś prędkości jest liniowa i łatwa do odczytania.
• Wykres Nyquista: Lepszy do wizualizacji ogólnej odpowiedzi dynamicznej w jednym widoku. Doskonale pokazuje stopień tłumienia (rozmiar pętli) i identyfikuje krytyczne punkty podziału (nakładające się pętle) bardziej intuicyjnie niż wykres Bodego.

Większość współczesnych oprogramowań do analizy drgań potrafi wyświetlać oba typy wykresów, a doświadczeni analitycy często stosują je razem w celu uzyskania kompleksowej diagnozy.

← Powrót do indeksu głównego