Pochopenie Nyquistovho grafu (polárny graf)

Definícia: Čo je Nyquistov graf?

A Nyquistov graf, tiež bežne známy ako polárny graf v oblasti vibračnej analýzy je graf používaný na zobrazenie meniacich sa charakteristík vibračného vektora v polárnom súradnicovom systéme. Na rozdiel od Bodeho graf, ktorý zobrazuje amplitúdu a fázu na dvoch samostatných karteziánskych grafoch, Nyquistov graf ich spája do jedného grafu.

• Stránka vzdialenosť od začiatku (stredu) grafu predstavuje amplitúdu vibrácií.
• Stránka uhol okolo pozemku predstavuje fázový uhol vibrácie.

Graf sleduje dráhu hrotu vibračného vektora 1X (synchrónneho) pri zmene rýchlosti stroja, zvyčajne počas spúšťania alebo vypínania. Rýchlosť je často znázornená zmenou farieb alebo symbolov pozdĺž vynesenej čiary.

Prečo je Nyquistov graf dôležitý?

Nyquistov graf poskytuje jedinečnú a výkonnú vizualizáciu dynamickej odozvy stroja. Jeho primárne použitie, podobne ako Bodeho graf, je na identifikáciu a analýzu kritické rýchlosti (rezonancie).

Klasickým indikátorom kritickej rýchlosti na Nyquistovom grafe je slučkaAko sa rýchlosť stroja blíži k vlastnej frekvencii, amplitúda vibrácií sa zvyšuje, čo spôsobuje, že sa graf pohybuje od počiatku. Keď rýchlosť prechádza kritickou rýchlosťou, fáza sa posunie o 180 stupňov, čo spôsobí, že hrot vektora sa pohybuje a vytvára kruh alebo slučku. Bod maximálnej amplitúdy je vrchol slučky a samotná kritická rýchlosť je v bode fázového posunu o 90 stupňov na slučke.

Interpretácia Nyquistovho grafu

Tvar, veľkosť a orientácia slučky na Nyquistovom grafe môžu odhaliť podrobné informácie o stave a dynamických vlastnostiach rotora:

• Tlmenie: Priemer slučky je nepriamo úmerný tlmeniu v systéme. Veľký, dobre tvarovaný kruh označuje nízke tlmenie (vysoké zosilnenie), zatiaľ čo malá, tesná slučka označuje dobre tlmený systém.
• Anizotropia (rozdelené kritické hodnoty): Ak má rotorový systém rozdielnu tuhosť v horizontálnom a vertikálnom smere, graf môže zobrazovať dve odlišné, prekrývajúce sa slučky, čo jasne naznačuje „kritické rozdelenie“.
• Umiestnenie ťažkého miesta: Orientácia slučky môže pomôcť určiť polohu ťažkého miesta rotora (nevyváženosti) vzhľadom na fázovú referenčnú značku na hriadeli.
• Zmeny systému: Porovnanie Nyquistových grafov v priebehu času môže odhaliť zmeny v stave stroja. Zmena veľkosti alebo tvaru slučky naznačuje zmenu tlmenia alebo tuhosti, čo môže byť spôsobené problémami, ako je prasknutý rotor, uvoľnený základ alebo zmeny charakteristík ložiska.
• Vyvažovanie: Tento graf sa používa pri pokročilom vyvažovaní flexibilných rotorov. Pozorovaním zmeny v grafe po pridaní skúšobného závažia môže analytik určiť koeficienty vplyvu potrebné na výpočet správneho riešenia vyváženia.

Nyquistov graf vs. Bodeho graf

Nyquistov a Bodeho graf zobrazujú presne tie isté údaje (1X amplitúda a fáza vs. rýchlosť), ale v rôznych formátoch. Výber medzi nimi často závisí od preferencií analytika a konkrétnej vlastnosti, ktorú chce zdôrazniť.

• Bodeho graf: Lepšie pre jasné zobrazenie presných otáčok za minútu maximálnej amplitúdy a presných počiatočných a koncových bodov 180-stupňového fázového posunu. Os rýchlosti je lineárna a ľahko čitateľná.
• Nyquistov graf: Lepšie na vizualizáciu celkovej dynamickej odozvy v jednom pohľade. Vyniká v znázornení miery tlmenia (veľkosti slučky) a identifikácii rozdelených kritických hodnôt (prekrývajúcich sa slučiek) intuitívnejšie ako Bodeho graf.

Väčšina moderného softvéru na analýzu vibrácií dokáže zobraziť oba typy grafov a skúsení analytici ich často používajú spoločne na komplexnú diagnostiku.

← Späť na hlavný index