Бесплатный инженерный инструмент — № 018
Калькулятор фазового угла вибрации
Рассчитайте относительную фазу, векторную сумму и векторную разность двух сигналов колебаний. Введите амплитуду и фазу для каждого сигнала.
Результаты
Векторное представление
Каждый сигнал колебаний представляет собой вектор V = A∠φ, имеющий декартовы компоненты:
Сумма и разность векторов
Относительная фаза
Угол фазового сдвига между двумя сигналами:
Практический пример
Сигнал 1: 5.2 ∠45° → x₁ = 3,677, y₁ = 3,677
Сигнал 2: 3,8 ∠200° → x₂ = −3,571, y₂ = −1,300
Векторная разность: Δx = 7,248, Δy = 4,977 → |ΔV| = 8,79 ∠34,4°
Относительная фаза: |200° - 45°| = 155°
ℹ️ Совет: При одноплоскостной балансировке векторная разность между результатами исходного прогона и прогона с пробным грузом отражает влияние исключительно пробного груза.
Фазовый угол (фаза вибрации) характеризует временной (угловой) сдвиг между гармоническим сигналом вибрации и опорным сигналом (например, импульсом фазоотметчика / тахометра). Измеряется в градусах (0–360°) и показывает, в каком угловом положении ротора достигается максимум вибрации.
Используйте тахометр (оптический, лазерный или вихретоковый фазоотметчик — keyphasor) в качестве опорного канала совместно с датчиком вибрации. Фаза представляет собой угловую разность между меткой тахометра и пиком оборотной (1×) гармоники вибрации. Большинство современных виброанализаторов вычисляют ее автоматически.
Векторное сложение объединяет два гармонических сигнала одной частоты в результирующий вектор: отдельно складываются проекции на ось X (A·cos φ) и на ось Y (A·sin φ), после чего вычисляются результирующая амплитуда = √(Σx² + Σy²) и результирующая фаза = atan2(Σy, Σx).
При одноплоскостной балансировке изменение фазы и амплитуды между начальным пуском и пуском с пробным грузом позволяет определить вектор влияния. Векторная разность показывает отклик ротора на установку пробного груза, по которому рассчитываются масса и угол установки корректирующего груза.
Сдвиг фаз 0° — синфазное движение (колебания в одной фазе, характерно для статического дисбаланса). 180° — противофазное движение (колебания в противофазе, характерно для угловой расцентровки, моментного дисбаланса или работы выше критической частоты вращения). Сдвиг фазы на ~90° наблюдается при прохождении резонанса.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Измеряйте фазовые углы и выполняйте полевую балансировку с помощью профессиональных портативных приборов. Используются более чем в 50 странах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — инженер по вибрационному анализу, основатель и генеральный директор Vibromera. Более 15 лет он балансирует вращающееся оборудование в полевых условиях, а не на испытательном стенде: мульчеры, промышленные вентиляторы, дробилки, центрифуги, валы и шпиндели. Именно из этой работы выросли приборы Balanset — они задумывались как инструмент, который специалист может принести к машине и применить самостоятельно, прямо на месте, а не как лабораторное оборудование. Vibromera основана в 2017 году, а с 2023 года базируется в Порту, Португалия. Здесь происходят разработка, сборка и поддержка линейки Balanset. Флагманский прибор — Balanset-1A, портативный анализатор для одно- и двухплоскостной балансировки и вибродиагностики. Nikolai лично участвует в поддержке клиентов, в разборе сложных случаев балансировки и в разработке программного обеспечения. Он работает с клиентами по всему миру, на любом языке.
