Čo je elektrická frekvencia? Sieťová frekvencia v motoroch • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" na dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov Čo je elektrická frekvencia? Sieťová frekvencia v motoroch • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" na dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov

Čo je elektrická frekvencia? Sieťová frekvencia v motoroch

Publikované používateľom admin dňa

Pochopenie elektrickej frekvencie v motoroch

Definícia: Čo je elektrická frekvencia?

Elektrická frekvencia (tiež nazývaná sieťová frekvencia, frekvencia siete alebo frekvencia napájania) je frekvencia striedavého prúdu (AC) dodávaného do elektromotorov a iných elektrických zariadení. Dve štandardné elektrické frekvencie na celom svete sú 60 Hz (Hertz) v Severnej Amerike, častiach Južnej Ameriky a niektorých ázijských krajinách a 50 Hz v Európe, väčšine Ázie, Afriky a Austrálie. Táto frekvencia určuje synchrónnu rýchlosť striedavých motorov a vytvára charakteristické elektromagnetické sily a vibrácie zložky na násobkoch sieťovej frekvencie.

V motore analýza vibrácií, Elektrická frekvencia a jej harmonické (najmä 2× sieťová frekvencia) sú dôležitými diagnostickými indikátormi elektromagnetických problémov, problémov so statorom a nepravidelností vzduchovej medzery.

Vzťah k rýchlosti motora

Výpočet synchrónnej rýchlosti

Pri striedavých asynchrónnych motoroch je synchrónna rýchlosť určená elektrickou frekvenciou:

  • Nsynchronizácia = (120 × f) / P
  • Kde Nsynchronizácia = synchrónna rýchlosť (ot./min.)
  • f = elektrická frekvencia (Hz)
  • P = počet pólov v motore

Bežné rýchlosti motora

Pre systémy s frekvenciou 60 Hz

  • 2-pólový motor: 3600 ot./min. synchrónny (skutočné ~3550 ot./min. so sklzom)
  • 4-pólový motor: 1800 ot./min. synchrónny (skutočné ~1750 ot./min.)
  • 6-pólový motor: 1200 ot./min. synchrónny (skutočné ~1170 ot./min.)
  • 8-pólový motor: 900 ot./min. synchrónny (skutočné otáčky ~875 ot./min.)

Pre systémy s frekvenciou 50 Hz

  • 2-pólový motor: 3000 ot./min. synchrónny (skutočné ~2950 ot./min.)
  • 4-pólový motor: 1500 ot./min. synchrónny (skutočné ~1450 ot./min.)
  • 6-pólový motor: 1000 ot./min. synchrónny (skutočné otáčky ~970 ot./min.)
  • 8-pólový motor: 750 ot./min. synchrónny (skutočné ~730 ot./min.)

Frekvencia sklzu

Rozdiel medzi synchrónnou a skutočnou rýchlosťou:

  • Frekvencia sklzu (fs) = (Nsynchronizácia – Nskutočný) / 60
  • Typický sklz: 1-5% synchrónnej rýchlosti
  • Sklzová frekvencia typicky 1-3 Hz
  • Závislé od zaťaženia: sklz sa zvyšuje so zaťažením
  • Dôležité pre diagnostiku elektrických porúch rotora

Elektromagnetické vibračné komponenty

2× Frekvencia linky (najdôležitejšia)

Dominantná elektromagnetická vibračná zložka:

  • Systémy s frekvenciou 60 Hz: 2 × 60 = vibračná zložka s frekvenciou 120 Hz
  • Systémy s frekvenciou 50 Hz: 2 × 50 = 100 Hz vibračná zložka
  • Príčina: Magnetické sily medzi statorom a rotorom pulzujú s dvojnásobnou frekvenciou siete
  • Vždy prítomný: Normálna charakteristika všetkých striedavých motorov (normálna charakteristika s nízkou amplitúdou)
  • Zvýšená amplitúda: Indikuje problémy so statorom, problémy so vzduchovou medzerou alebo magnetickú nerovnováhu

Frekvencia siete (1×f)

  • Zložka 50 Hz alebo 60 Hz
  • Zvyčajne nižšia amplitúda ako 2×f
  • Môže indikovať nerovnováhu napájacieho napätia
  • Môže sa objaviť pri poruchách vinutia statora

Vyššie harmonické

  • 4×f, 6×f atď. (240 Hz, 360 Hz pre 60 Hz systémy)
  • Môže naznačovať problémy s navíjaním alebo problémy s lamináciou jadra
  • Typicky nízka amplitúda v zdravých motoroch

Diagnostický význam

Normálna amplitúda 2×f

  • Typicky < 10% vibrácií 1× (bežiaca rýchlosť)
  • Relatívne konštantné v priebehu času
  • Prítomné vo všetkých smeroch, ale často najsilnejšie radiálne

Zvýšené 2×f naznačuje problémy

Problémy so statorovým vinutím

  • Medzizávitové skraty, fázová nerovnováha
  • 2×f amplitúda sa časom zvyšuje
  • Môže byť sprevádzané zvýšením teploty
  • Merateľná nerovnováha prúdu medzi fázami

Excentricita vzduchovej medzery

  • Nerovnomerná vzduchová medzera spôsobená excentricitou rotora alebo opotrebovaním ložiska
  • Vytvára nevyváženú magnetickú príťažlivosť
  • 2×f a zvýšené frekvencie prechodu pólov
  • Kombinácia mechanických a elektromagnetických účinkov

Mäkká rezonancia nohy alebo rámu

  • Ak je vlastná frekvencia rámu motora blízka 2×f
  • Štrukturálna rezonancia zosilňuje elektromagnetické vibrácie
  • Vibrácie rámu sú oveľa vyššie ako vibrácie ložiska
  • Opraviteľné spevnením konštrukcie alebo tlmením rámu

Pohony s premenlivou frekvenciou (VFD)

Vplyv VFD na elektrickú frekvenciu

  • Frekvenčné meniče (VFD) vytvárajú variabilnú výstupnú frekvenciu (typicky 0 – 120 Hz)
  • Otáčky motora úmerné výstupnej frekvencii frekvenčného meniča
  • Všetky elektromagnetické frekvencie sa škálujú s výstupnou frekvenciou VFD
  • PWM prepínanie vytvára ďalšie vysokofrekvenčné komponenty

Problémy s vibráciami špecifické pre VFD

  • Spínacie frekvencie: Zložky v kHz rozsahu z PWM prepínania
  • Ložiskové prúdy: Vysokofrekvenčné prúdy môžu poškodiť ložiská
  • Torzné vibrácie: Pulzácie krútiaceho momentu pri rôznych frekvenciách
  • Rezonančné budenie: Variabilná rýchlosť dokáže prekonať rezonancie

Praktické príklady diagnostiky

Prípad 1: Vysoká vibrácia 2×f

  • Príznak: 4-pólový motor s frekvenciou 60 Hz (1750 ot./min.) s vibráciami 120 Hz = 6 mm/s
  • Analýza: 120 Hz oveľa vyššie ako 1× vibrácie pri bežnej rýchlosti (2 mm/s)
  • Diagnóza: Problém so statorovým vinutím alebo excentricita vzduchovej medzery
  • Potvrdenie: Termografia zobrazuje horúce miesto v statore, nameraná je nerovnováha prúdu
  • Akcia: Pretočiť alebo vymeniť motor

Prípad 2: Bočné pásma okolo rýchlosti behu

  • Príznak: Vrcholy pri 1× ± 2 Hz (sklzová frekvencia)
  • Diagnóza: Zlomené rotorové tyče
  • Potvrdenie: MCSA vykazuje rovnaký vzor bočného pásma v prúde
  • Postup: Monitorujte rast amplitúdy pre plánovanie výmeny

Monitorovanie osvedčených postupov

Nastavenie spektrálnej analýzy

  • Zabezpečte Fmax (maximálna frekvencia) > 500 Hz na zachytenie 2×f a harmonických
  • Dostatočné rozlíšenie na oddelenie blízko seba stojacich postranných pásiem (Rozlíšenie < 0,5 Hz pre analýzu frekvencie sklzu)
  • Meranie vo viacerých smeroch (horizontálne, vertikálne, axiálne)

Stanovenie základnej línie

  • Zaznamenajte amplitúdu 2×f, keď je motor nový alebo čerstvo previnutý
  • Stanovte normálne úrovne pre každý typ motora v zariadení
  • Nastavte limity alarmu (zvyčajne 2 – 3 × základná hodnota pre 2 × f)

Trendové parametre

  • 2× amplitúda a trend frekvencie linky
  • Zložky frekvencie prechodu pólu
  • Amplitúdy a vzory bočných pásiem
  • Celkové úrovne vibrácií
  • Indikátory stavu ložísk

Elektrická frekvencia je základom pre pochopenie prevádzky a diagnostiky striedavého motora. Rozpoznanie zložiek sieťovej frekvencie (najmä 2×f) vo vibračných spektrách a pochopenie ich vzťahu k elektromagnetickým javom umožňuje rozlišovať medzi mechanickými a elektrickými poruchami motora a navádzať k vhodným diagnostickým a nápravným opatreniam.

← Späť na hlavný index

Kategórie:
WhatsApp