Czym jest częstotliwość przejścia biegunów? Siły elektromagnetyczne silnika • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest częstotliwość przejścia biegunów? Siły elektromagnetyczne silnika • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest częstotliwość przejścia przez biegun? Siły elektromagnetyczne silnika

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie częstotliwości przejść biegunów

Definicja: Czym jest częstotliwość przejść biegunowych?

Częstotliwość przejść biegunowych (PPF, w niektórych kontekstach nazywana również częstotliwością przepustek slotowych) to wibracja Częstotliwość generowana w silnikach prądu przemiennego, gdy wirnik przechodzi przez bieguny magnetyczne stojana. Oblicza się ją jako liczbę biegunów stojana pomnożoną przez prędkość obrotową wirnika (PPF = liczba biegunów × obr./min / 60). Częstotliwość przejścia biegunów wytwarza siły elektromagnetyczne, które generują wibracje i mogą być znacznie wzmocnione, gdy silnik ma mimośrodowość szczeliny powietrznej lub problemy z ustawieniem wirnika względem stojana.

PPF ma znaczenie diagnostyczne, ponieważ podwyższona amplituda przy częstotliwości przejścia przez biegun i jej wstęgi boczne wskazuje na problemy elektromagnetyczne, takie jak mimośrodowe położenie wirnika, nierównomierna szczelina powietrzna lub dynamiczna interakcja wirnika i stojana, pomagając odróżnić problemy elektromagnetyczne od usterek czysto mechanicznych.

Obliczanie częstotliwości przejść przez biegun

Podstawowa formuła

  • PPF = P × N / 60
  • Gdzie P = liczba biegunów
  • N = rzeczywista prędkość wirnika (obr./min)
  • Wynik w Hz

Przykłady

Silnik 4-biegunowy o prędkości 1750 obr./min (zasilanie 60 Hz)

  • PPF = 4 × 1750 / 60 = 116,7 Hz
  • Ta częstotliwość pojawi się w widmie wibracji
  • Pasma boczne przy ±1× prędkości biegu (±29,2 Hz) diagnostyczne dla ekscentryczności

Silnik 6-biegunowy o prędkości 970 obr./min (zasilanie 50 Hz)

  • PPF = 6 × 970 / 60 = 97 Hz
  • Blisko 2× częstotliwości linii (100 Hz), może się nakładać
  • Może wymagać dokładnej analizy widma w celu rozróżnienia

Mechanizm fizyczny

Generowanie siły elektromagnetycznej

Zrozumienie przyczyn występowania PPF:

  1. Uzwojenia stojana wytwarzają wirujące pole magnetyczne z prędkością synchroniczną
  2. Pole zorganizowane w bieguny magnetyczne (wzór NSNS)
  3. Wirnik (pracujący nieco wolniej z powodu poślizgu) przechodzi obok tych biegunów
  4. Każde przejście bieguna wytwarza siłę magnetyczną na wirniku
  5. W przypadku biegunów P wirnik doświadcza impulsów siły P na obrót
  6. Częstotliwość pulsacji siły = P × prędkość wirnika = PPF

Jednolita szczelina powietrzna (sprawny silnik)

  • Wirnik wyśrodkowany w otworze stojana
  • Szczelina powietrzna jednolita na całym obwodzie
  • Siły magnetyczne równoważą się, znoszą się wzajemnie
  • Wibracje PPF o bardzo niskiej amplitudzie

Mimośrodowa szczelina powietrzna (uszkodzony silnik)

  • Wirnik nie jest wycentrowany z powodu zużycia łożyska, wygięcia wału lub błędu produkcyjnego
  • Po jednej stronie mniejsza szczelina powietrzna, po drugiej większa
  • Siły magnetyczne są niezrównoważone (silniejsze tam, gdzie przerwa jest mniejsza)
  • Siła radialna netto przy PPF
  • Amplituda PPF wzrasta i tworzy pasma boczne

Pasma boczne i wzorce diagnostyczne

Mimośród statyczny

Przesunięcie środka wirnika, ale stacjonarny względem stojana:

  • Wzór: PPF z pasmami bocznymi przy prędkości biegu ±1×
  • Przykład: PPF ± fr (gdzie fr = prędkość wirnika)
  • Przyczyna: Zużycie łożyska, wygięty wał, wirnik ekscentryczność
  • Amplituda: Amplituda pasma bocznego wskazuje na stopień ekscentryczności

Dynamiczna ekscentryczność

Środek wirnika krąży (wiruje) wokół środka stojana:

  • Wzór: PPF ze złożoną strukturą pasma bocznego
  • Powoduje: Tarcie wirnika o stojan, luz łożyska
  • Bardziej poważne: Oznacza dynamiczną interakcję

Mieszana ekscentryczność

  • Połączenie statyki i dynamiki
  • Najczęściej spotykane w prawdziwych silnikach
  • Złożone wzory wstęg bocznych
  • Wymaga dokładnej analizy, aby zinterpretować

Interpretacja diagnostyczna

Niska amplituda PPF (< 0,5 mm/s)

  • Stan normalny
  • Jednolita szczelina powietrzna
  • Dobra współosiowość wirnika i stojana
  • Nie ma potrzeby podejmowania działań korygujących

Umiarkowana PPF (0,5-2,0 mm/s)

  • Nieznaczna nierównomierność szczeliny powietrznej
  • Monitoruj trend
  • Sprawdź stan łożyska
  • Sprawdź położenie wirnika, jeśli jest dostępne
  • Nie jest to od razu krytyczne, ale wymaga uwagi

Wysoki PPF (> 2,0 mm/s)

  • Znaczna mimośrodowość lub problem z szczeliną powietrzną
  • Występują silne pasma boczne
  • Ryzyko kontaktu wirnika ze stojanem
  • Zwiększone siły elektromagnetyczne przyspieszające uszkodzenia
  • Zaplanuj naprawę lub wymianę

Związek z innymi częstotliwościami motorycznymi

Hierarchia częstotliwości w widmach motorycznych

  • Prędkość biegu (1×): ~29 Hz dla silnika 1750 obr./min
  • Częstotliwość poślizgu: 1-3 Hz typowo
  • Częstotliwość linii: 50 lub 60 Hz
  • PPF: P × prędkość obrotowa (np. 117 Hz dla 4-biegunowego przy 1750 obr./min)
  • 2× Częstotliwość linii: 100 lub 120 Hz
  • Przejście przez pręt wirnika: Liczba prętów wirnika × prędkość obrotowa

Metody korekcji

Do mimośrodowości mechanicznej

  • Wymień zużyte łożyska, przywracając prawidłowe centrowanie wirnika
  • Napraw wygięty wał lub wymień wirnik
  • W przypadku błędu montażu ponownie zamontuj wirnik
  • Sprawdź wyrównanie dzwonu końcowego i dokręcenie śrub

Do ekscentryczności produkcyjnej

  • W ciężkich przypadkach może być konieczne ponowne rozwiercenie wirnika lub stojana
  • Wymiana silnika, jeżeli jest to ekonomicznie uzasadnione
  • Zaakceptuj, jeśli drgania mieszczą się w dopuszczalnych granicach
  • Dokument jako punkt odniesienia do przyszłych porównań

W przypadku problemów z szczeliną powietrzną

  • Sprawdź stan łożyska i wymień je, jeśli jest zużyte
  • Sprawdź położenie osiowe wirnika
  • Sprawdź, czy nie występują zniekształcenia ramki lub problemy z dzwonkiem końcowym
  • Zmierz rzeczywistą szczelinę powietrzną, jeśli jest dostępna

Częstotliwość przejścia biegunów to składowa drgań charakterystyczna dla silnika, która dostarcza cennych informacji diagnostycznych na temat interakcji elektromagnetycznej wirnik-stojan oraz jednorodności szczeliny powietrznej. Zrozumienie obliczeń współczynnika mocy biernej (PPF), rozpoznanie jego wzorów wstęg bocznych oraz interpretacja trendów amplitudy umożliwiają skuteczną diagnostykę problemów elektromagnetycznych silnika i ukierunkowują odpowiednie działania konserwacyjne.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie: AnalizaSłowniczek
WhatsApp