Pochopenie sklzovej frekvencie v asynchrónnych motoroch
Definícia: Čo je to sklzová frekvencia?
Frekvencia sklzu je rozdiel medzi synchrónnou rýchlosťou (rýchlosť rotujúceho magnetického poľa) a skutočnou rýchlosťou rotora v asynchrónnom motore, vyjadrený v Hz. Predstavuje, ako rýchlo magnetické pole “prechádza” okolo vodičov rotora a indukuje prúd, ktorý vytvára krútiaci moment motora. Sklzová frekvencia je základom prevádzky asynchrónneho motora a je kriticky dôležitá v diagnostike motora, pretože určuje rozostup bočných pásiem vo vibráciách a prúdových charakteristikách. defekty rotorovej tyče.
Sklzová frekvencia je typicky v rozsahu 0,5 – 3 Hz pre motory pri normálnom zaťažení, zvyšuje sa so zaťažením a poskytuje nepriamu mieru zaťaženia motora. Pochopenie sklzovej frekvencie je nevyhnutné pre interpretáciu stavu motora. vibrácie spektrá a diagnostika elektromagnetických porúch.
Ako funguje sklz v asynchrónnych motoroch
Princíp indukcie
Indukčné motory pracujú na princípe elektromagnetickej indukcie:
- Statorové vinutia vytvárajú rotujúce magnetické pole pri synchrónnej rýchlosti
- Magnetické pole sa otáča o niečo rýchlejšie ako rotor
- Relatívny pohyb medzi poľom a rotorovými tyčami indukuje prúd v rotore
- Indukovaný prúd vytvára magnetické pole rotora
- Interakcia medzi poľami statora a rotora vytvára krútiaci moment
- Kľúčový bod: Ak by rotor dosiahol synchrónnu rýchlosť, nedochádzalo by k žiadnemu relatívnemu pohybu, indukcii ani krútiacemu momentu.
Prečo je sklz nevyhnutný
- Rotor musí bežať pomalšie ako synchrónna rýchlosť, aby došlo k indukcii
- Väčší sklz, väčší indukovaný prúd, väčší vytvorený krútiaci moment
- Pri voľnobehu: minimálny preklz (~1%)
- Pri plnom zaťažení: vyšší sklz (typický 3-5%)
- Šmyk umožňuje motoru automaticky prispôsobiť krútiaci moment zaťaženiu
Výpočet frekvencie sklzu
Vzorec
- fs = (Nsync – Nskutočný) / 60
- Kde fs = sklzová frekvencia (Hz)
- Nsync = synchrónna rýchlosť (ot./min.)
- Nactual = skutočné otáčky rotora (ot./min.)
Alternatíva s použitím percenta sklzu
- Sklz (%) = [(Nsync – Nactual) / Nsync] × 100
- fs = (Slip% × Nsync) / 6000
Príklady
4-pólový motor s frekvenciou 60 Hz pri chode naprázdno
- Nsync = 1800 ot./min.
- Nactual = 1795 ot./min. (ľahké zaťaženie)
- fs = (1800 – 1795) / 60 = 0,083 Hz
- Šmyk = 0,3%
Rovnaký motor pri plnom zaťažení
- Nsync = 1800 ot./min.
- Nactual = 1750 ot./min. (menovité otáčky)
- fs = (1800 – 1750) / 60 = 0,833 Hz
- Šmyk = 2,8%
2-pólový motor, 50 Hz
- Nsync = 3000 ot./min.
- Nactual = 2950 ot./min.
- fs = (3000 – 2950) / 60 = 0,833 Hz
- Šmyk = 1,7%
Frekvencia sklzu vo vibračnej diagnostike
Rozstup bočných pásiem pre defekty rotorovej tyče
Najdôležitejšie diagnostické využitie frekvencie sklzu:
- Vzor: Bočné pásma okolo 1× bežiacej rýchlosti pri ±fs, ±2fs, ±3fs
- Príklad: Motor s 1750 ot./min. (29,2 Hz) s fs = 0,83 Hz
- Bočné pásma na: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz atď.
- Diagnóza: Tieto bočné pásy naznačujú zlomené alebo prasknuté rotorové tyče
- Amplitúda: Amplitúda bočného pásma označuje počet a závažnosť zlomených tyčí
Analýza aktuálneho podpisu
V spektrách prúdu motora:
- Vady rotorových tyčí vytvárajú bočné pásma okolo sieťovej frekvencie
- Vzor: fline ± 2fs (poznámka: 2× sklzová frekvencia, nie 1×)
- Pre motor s frekvenciou 60 Hz a sklzom 1 Hz: bočné pásma 58 Hz a 62 Hz
- Potvrdzuje diagnózu rotorovej tyče vibráciami
Sklz ako indikátor zaťaženia
Šmyk sa mení v závislosti od zaťaženia
- Bez zaťaženia: Šmyk 0,2 – 11 TP3T (0,1 – 0,5 Hz pre typické motory)
- Polovičná náplň: Šklz 1-2% (0,5 – 1,0 Hz)
- Plné zaťaženie: 2-5% sklz (1-2,5 Hz)
- Preťaženie: > Šklz 5% (> 2,5 Hz)
- Začiatok: Šklz 100% (sklzová frekvencia = frekvencia siete)
Použitie sklzu na posúdenie zaťaženia
- Presne zmerajte skutočnú rýchlosť motora
- Výpočet sklzu z rozdielu synchrónnych rýchlostí
- Porovnajte s menovitým sklzom pri plnom zaťažení z typového štítku
- Odhadnite percento zaťaženia motora
- Užitočné, keď nie je k dispozícii priame meranie výkonu
Faktory ovplyvňujúce sklz
Dizajnové faktory
- Odpor rotora: Vyšší odpor = väčší sklz
- Trieda konštrukcie motora: Dizajn NEMA ovplyvňuje charakteristiky sklzu
- Napätie: Nižšie napätie zvyšuje sklz pri danom zaťažení
Prevádzkové podmienky
- Zaťažovací moment: Primárny determinant sklzu
- Napájacie napätie: Podpätie zvyšuje sklz
- Frekvenčná variácia: Zmeny frekvencie napájania ovplyvňujú sklz
- teplota: Zahrievanie rotora zvyšuje odpor, čím sa zvyšuje sklz
Stav motora
- Zlomené rotorové tyče zvyšujú preklz (menej účinný krútiaci moment)
- Problémy s vinutím statora môžu ovplyvniť sklz
- Problémy s ložiskami, ktoré zvyšujú trenie, mierne zvyšujú preklzávanie
Metódy merania
Priame meranie rýchlosti
- Použite tachometer alebo stroboskop na meranie skutočných otáčok
- Zistite synchrónnu rýchlosť z typového štítku motora (póly a frekvencia)
- Výpočet sklzu: fs = (Nsync – Nactual) / 60
- Najpresnejšia metóda
Z vibračného spektra
- Presne identifikujte 1× maximálnu rýchlosť behu
- Vypočítajte rýchlosť behu z 1 × frekvencia
- Určenie sklzu z rozdielu synchrónnych rýchlostí
- Vyžaduje FFT s vysokým rozlíšením
Od rozstupu postranných pásiem
- Ak sú prítomné bočné pásy s poruchou rotorovej tyče
- Meranie rozstupu medzi bočnými pásmami
- Rozstup = priamo frekvencia sklzu
- Pohodlné, ale vyžaduje prítomnosť chyby
Praktické diagnostické využitie
Normálne hodnoty sklzu
- Zdokumentujte základný sklz pri rôznych zaťaženiach pre každý motor
- Typický sklz pri plnom zaťažení: 1-3% (skontrolujte typový štítok)
- Šklz > hodnota na typovom štítku môže naznačovať preťaženie alebo problém s motorom
- Šmyk < očakávané pri danom zaťažení môže naznačovať elektrickú poruchu
Indikátory abnormálneho sklzu
- Nadmerné šmyknutie: Preťažený motor, zlomené rotorové tyče, vysoký odpor rotora
- Variabilný sklz: Kolísanie zaťaženia, nestabilita elektrického napájania
- Nízky sklz pri zaťažení: Možný problém so statorom, problém s napätím
Sklzová frekvencia je základom prevádzky a diagnostiky asynchrónneho motora. Ako rozstup bočných pásiem na detekciu defektov rotorových tyčí a ako indikátor zaťaženia motora poskytuje sklzová frekvencia dôležité informácie na posúdenie stavu motora. Presné určenie sklzovej frekvencie umožňuje správnu interpretáciu vibrácií motora a prúdových charakteristík, čím sa rozlišuje normálna prevádzka od poruchových stavov.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 