Kaj je električna frekvenca? Omrežna frekvenca v motorjih • Prenosni uravnoteževalec, analizator vibracij "Balanset" za dinamično uravnoteženje drobilnikov, ventilatorjev, mulčerjev, polžev na kombajnih, gredi, centrifug, turbin in mnogih drugih rotorjev Kaj je električna frekvenca? Omrežna frekvenca v motorjih • Prenosni uravnoteževalec, analizator vibracij "Balanset" za dinamično uravnoteženje drobilnikov, ventilatorjev, mulčerjev, polžev na kombajnih, gredi, centrifug, turbin in mnogih drugih rotorjev

Kaj je električna frekvenca? Omrežna frekvenca v motorjih

Objavil admin na

Razumevanje električne frekvence v motorjih

Definicija: Kaj je električna frekvenca?

Električna frekvenca (imenovana tudi omrežna frekvenca, omrežna frekvenca ali omrežna frekvenca) je frekvenca izmeničnega toka (AC), ki se dovaja elektromotorjem in drugi električni opremi. Dve standardni električni frekvenci po vsem svetu sta 60 Hz (hercev) v Severni Ameriki, delih Južne Amerike in nekaterih azijskih državah ter 50 Hz v Evropi, večini Azije, Afriki in Avstraliji. Ta frekvenca določa sinhrono hitrost AC motorjev in ustvarja značilne elektromagnetne sile in vibracije komponente pri večkratnikih omrežne frekvence.

V motorju analiza vibracij, Električna frekvenca in njeni harmoniki (zlasti 2× omrežna frekvenca) so pomembni diagnostični kazalniki za elektromagnetne težave, težave s statorjem in nepravilnosti zračne reže.

Razmerje do hitrosti motorja

Izračun sinhrone hitrosti

Pri asinhronskih motorjih na izmenični tok je sinhrona hitrost določena z električno frekvenco:

  • Nsinhronizacija = (120 × f) / P
  • Kjer je Nsinhronizacija = sinhrona hitrost (vrt/min)
  • f = električna frekvenca (Hz)
  • P = število polov v motorju

Pogoste hitrosti motorja

Za sisteme s frekvenco 60 Hz

  • 2-polni motor: 3600 vrt/min sinhrono (dejansko ~3550 vrt/min z zdrsom)
  • 4-polni motor: 1800 vrt/min sinhrono (dejansko ~1750 vrt/min)
  • 6-polni motor: 1200 vrt/min sinhrono (dejansko ~1170 vrt/min)
  • 8-polni motor: 900 vrt/min sinhrono (dejansko ~875 vrt/min)

Za sisteme s frekvenco 50 Hz

  • 2-polni motor: 3000 vrt/min sinhrono (dejansko ~2950 vrt/min)
  • 4-polni motor: 1500 vrt/min sinhrono (dejansko ~1450 vrt/min)
  • 6-polni motor: 1000 vrt/min sinhrono (dejansko ~970 vrt/min)
  • 8-polni motor: 750 vrt/min sinhrono (dejansko ~730 vrt/min)

Frekvenca zdrsa

Razlika med sinhrono in dejansko hitrostjo:

  • Zdrsna frekvenca (fs) = (Nsinhronizacija – Ndejansko) / 60
  • Tipični zdrs: 1-5% sinhrone hitrosti
  • Zdrsna frekvenca običajno 1-3 Hz
  • Odvisno od obremenitve: zdrs se povečuje z obremenitvijo
  • Pomembno za diagnosticiranje električnih napak rotorja

Elektromagnetne vibracijske komponente

2× Frekvenca omrežja (najpomembnejša)

Prevladujoča elektromagnetna vibracijska komponenta:

  • 60 Hz sistemi: 2 × 60 = 120 Hz vibracijska komponenta
  • 50 Hz sistemi: 2 × 50 = 100 Hz vibracijska komponenta
  • Vzrok: Magnetne sile med statorjem in rotorjem pulzirajo z dvakratno omrežno frekvenco
  • Vedno prisoten: Normalna karakteristika vseh AC motorjev (normalna nizka amplituda)
  • Povišana amplituda: Označuje težave s statorjem, težave z zračno režo ali magnetno neravnovesje

Frekvenca omrežja (1×f)

  • 50 Hz ali 60 Hz komponenta
  • Običajno manjša amplituda kot 2×f
  • Lahko kaže na neravnovesje napajalne napetosti
  • Lahko se pojavi pri napakah navitja statorja

Višji harmoniki

  • 4×f, 6×f itd. (240 Hz, 360 Hz za sisteme s frekvenco 60 Hz)
  • Lahko kaže na težave z navijanjem ali težave z laminiranjem jedra
  • Običajno nizka amplituda pri zdravih motorjih

Diagnostični pomen

Normalna amplituda 2×f

  • Običajno < 10% vibracij 1× (hitrost delovanja)
  • Relativno konstantno skozi čas
  • Prisotni v vseh smereh, vendar pogosto najmočnejši radialno

Povišana vrednost 2×f kaže na težave

Težave z navitjem statorja

  • Kratki stiki med zavoji, fazno neravnovesje
  • Amplituda 2×f se sčasoma povečuje
  • Lahko ga spremlja zvišanje temperature
  • Tokovno neravnovesje, merljivo med fazami

Ekscentričnost zračne reže

  • Neenakomerna zračna reža zaradi ekscentričnosti rotorja ali obrabe ležajev
  • Ustvarja neuravnotežen magnetni privlek
  • 2×f in frekvence prehoda pola povišane
  • Kombinacija mehanskih in elektromagnetnih učinkov

Mehka resonanca stopal ali okvirja

  • Če je naravna frekvenca okvirja motorja blizu 2×f
  • Strukturna resonanca ojača elektromagnetne vibracije
  • Vibracije okvirja so veliko višje od vibracij ležajev
  • Popravljivo s strukturno ojačitvijo ali dušenjem okvirja

Frekvenčni pogoni (VFD)

Vpliv VFD na električno frekvenco

  • VFD-ji ustvarjajo spremenljivo izhodno frekvenco (običajno 0–120 Hz)
  • Hitrost motorja sorazmerna z izhodno frekvenco VFD-ja
  • Vse elektromagnetne frekvence se skalirajo z izhodno frekvenco VFD-ja
  • PWM preklapljanje ustvarja dodatne visokofrekvenčne komponente

Težave z vibracijami, specifične za VFD

  • Preklopne frekvence: Komponente kHz-območja iz PWM preklapljanja
  • Ležajni tokovi: Visokofrekostni tokovi lahko poškodujejo ležaje
  • Torzijske vibracije: Pulzacije navora pri različnih frekvencah
  • Resonančno vzbujanje: Spremenljiva hitrost lahko prehaja skozi resonance

Praktični primeri diagnoze

Primer 1: Visoka vibracija 2×f

  • Simptom: 4-polni motor s 60 Hz (1750 vrt/min) in vibracijami 120 Hz = 6 mm/s
  • Analiza: 120 Hz, veliko več kot 1× vibracije hitrosti delovanja (2 mm/s)
  • Diagnoza: Težava z navitjem statorja ali ekscentričnostjo zračne reže
  • Potrditev: Termovizijsko slikanje prikazuje vročo točko v statorju, izmerjeno je bilo neravnovesje toka
  • Dejanje: Previjte ali zamenjajte motor

Primer 2: Stranski pasovi okoli hitrosti teka

  • Simptom: Vrhovi pri 1× ± 2 Hz (frekvenca zdrsa)
  • Diagnoza: Zlomljene rotorske palice
  • Potrditev: MCSA kaže enak vzorec stranskega pasu v toku
  • Napredek: Spremljajte rast amplitude za načrtovanje zamenjave

Spremljanje najboljših praks

Nastavitev spektralne analize

  • Zagotovite Fmax (najvišja frekvenca) > 500 Hz za zajem 2×f in harmonikov
  • Ustrezna ločljivost za ločevanje tesno razporejenih stranskih pasov (< 0,5 Hz ločljivost za analizo frekvence zdrsa)
  • Merjenje v več smereh (vodoravno, navpično, aksialno)

Vzpostavitev izhodiščne vrednosti

  • Zabeležite amplitudo 2×f, ko je motor nov ali sveže previt
  • Določite normalne ravni za vsak tip motorja v objektu
  • Nastavite meje alarma (običajno 2–3 × izhodiščna vrednost za 2 × f)

Trendni parametri

  • 2× amplituda in trend frekvence omrežne linije
  • Komponente frekvence prehoda pola
  • Amplitude in vzorci stranskih pasov
  • Splošne ravni vibracij
  • Kazalniki stanja ležajev

Električna frekvenca je temeljnega pomena za razumevanje delovanja in diagnostike AC motorjev. Prepoznavanje komponent omrežne frekvence (zlasti 2×f) v vibracijskih spektrih in razumevanje njihovega odnosa do elektromagnetnih pojavov omogoča razlikovanje med mehanskimi in električnimi napakami motorjev ter usmerjanje ustreznih diagnostičnih in korektivnih ukrepov.

← Nazaj na glavno kazalo

Kategorije:
WhatsApp