Instrument de inginerie gratuit #039
Calculator de frecvență a defectelor electrice ale motorului
Calculați viteza sincronă, alunecarea, frecvența de linie 2×, frecvența de trecere a polului, frecvența de trecere a barei rotorului și benzile laterale de diagnosticare pentru analiza motoarelor electrice.
Rezultate
Viteză sincronă
Viteza sincronă a unui motor de curent alternativ cu inducție depinde de frecvența rețelei și de numărul de poli:
Alunecare
Alunecarea este diferența dintre viteza sincronă și cea reală a rotorului, exprimată ca fracție sau procent:
Alunecarea tipică la sarcină maximă pentru motoarele cu inducție standard este de 1–5%.
Frecvența de alunecare
2× Frecvența liniei
Această frecvență (100 Hz la o alimentare de 50 Hz, 120 Hz la 60 Hz) este întotdeauna prezentă în vibrațiile motorului din cauza câmpului magnetic alternativ. O linie ridicată de 2× indică probleme electrice: faze dezechilibrate, excentricitate a întrefierului sau defecte ale înfășurărilor statorului.
Frecvența de trecere a polului
Frecvența de trecere a polului este un indicator cheie pentru analiza barei rotorului sparte. Benzile laterale la frecvența de trecere a polului în jur de 1× frecvența liniei în spectrele de curent (MCSA) reprezintă o semnătură clasică de defect al barei rotorului.
Frecvența de trecere a barei rotorului
Exemplu practic
Dat: flinia = 50 Hz, Poli = 4, N = 1475 RPM
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 RPM
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
falunecare = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× linie = 2 × 50 = 100 Hz
Pole pass = 2 × s × flinia = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Notă: Turația motorului variază în funcție de sarcină. Asigurați-vă că utilizați viteza reală măsurată în condițiile de funcționare, nu viteza de pe plăcuța cu numere. Un tahometru sau o măsurătoare stroboscopică oferă cele mai precise rezultate pentru calculele dependente de alunecare.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Procedurile descrise în această pagină au fost dezvoltate și testate pe teren de echipa Vibromera cu ajutorul Balanset-1A, un balansor portabil cu două canale și analizor de vibrații pentru echilibrarea rotoarelor la fața locului.
Instrumente profesionale de analiză a vibrațiilor pentru diagnosticarea motoarelor, echilibrarea pe teren și monitorizarea stării. Utilizate în peste 50 de țări.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko este inginer în analiza vibrațiilor, fondator și director general al Vibromera. De peste 15 ani echilibrează echipamente rotative pe teren, nu pe un stand de probă: tocătoare, ventilatoare industriale, concasoare, centrifuge, arbori și axe portsculă. Din această muncă s-au născut instrumentele Balanset — au fost concepute ca o unealtă pe care specialistul o poate duce la mașină și o poate folosi singur, la fața locului, nu ca echipament de laborator. Vibromera a fost fondată în 2017 și, din 2023, are sediul în Porto, Portugalia. Aici au loc dezvoltarea, asamblarea și asistența pentru gama Balanset. Instrumentul de vârf este Balanset-1A, un analizor portabil pentru echilibrarea într-un plan și în două plane și pentru diagnosticarea vibrațiilor. Nikolai se implică personal în asistența pentru clienți, în rezolvarea cazurilor dificile de echilibrare și în dezvoltarea software-ului. Lucrează cu clienți din întreaga lume, în orice limbă.
