Razumevanje frekvence zdrsa v asinhronskih motorjih

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj je frekvenca zdrsa?

Frekvenca zdrsa je razlika med sinhrono hitrostjo (hitrostjo vrtečega se magnetnega polja) in dejansko hitrostjo rotorja v indukcijskem motorju, izražena v Hz. Predstavlja, kako hitro magnetno polje "zdrsne" mimo vodnikov rotorja in inducira tok, ki ustvarja navor motorja. Drsna frekvenca je bistvena za delovanje indukcijskega motorja in je ključnega pomena pri diagnostiki motorja, ker določa razmik stranskih pasov pri vibracijah in tokovnih podpisih. napake rotorske palice.

Drsna frekvenca je pri motorjih pri normalni obremenitvi običajno v območju 0,5–3 Hz, pri čemer se povečuje z obremenitvijo in posredno meri obremenitev motorja. Razumevanje drsne frekvence je bistveno za interpretacijo stanja motorja. vibracije spektri in diagnosticiranje elektromagnetnih napak.

Kako deluje zdrs v indukcijskih motorjih

Načelo indukcije

Indukcijski motorji delujejo z elektromagnetno indukcijo:

1. Statorska navitja ustvarjajo vrteče se magnetno polje s sinhrono hitrostjo
2. Magnetno polje se vrti nekoliko hitreje kot rotor
3. Relativno gibanje med poljem in rotorskimi palicami inducira tok v rotorju
4. Inducirani tok ustvarja magnetno polje rotorja
5. Interakcija med statorskim in rotorskim poljem ustvarja navor
6. Ključna točka: Če bi rotor dosegel sinhrono hitrost, ne bi bilo relativnega gibanja, indukcije in navora.

Zakaj je zdrs potreben

• Za indukcijo se mora rotor vrteti počasneje od sinhrone hitrosti.
• Večji zdrs, večji inducirani tok, večji navor
• V prostem teku: minimalno zdrsavanje (~1%)
• Pri polni obremenitvi: večji zdrs (tipično za 3-5%)
• Zdrs omogoča motorju samodejno prilagajanje navora obremenitvi

Izračun frekvence zdrsa

Formula

• fs = (Nsinhronizacija – Ndejanska vrednost) / 60
• Kjer je fs = frekvenca zdrsa (Hz)
• Nsync = sinhrona hitrost (vrt/min)
• Nakta = dejanska hitrost rotorja (vrt/min)

Alternativa z uporabo odstotka zdrsa

• Zdrs (%) = [(Nsinhronizacija – Naktančno) / Nsinhronizacija] × 100
• fs = (Slip% × Nsinhronizacija) / 6000

Primeri

4-polni motor, 60 Hz v prostem teku

• Nsinhronizacija = 1800 vrt/min
• Dejansko = 1795 vrt/min (nizka obremenitev)
• fs = (1800 – 1795) / 60 = 0,083 Hz
• Zdrs = 0,3%

Isti motor pri polni obremenitvi

• Nsinhronizacija = 1800 vrt/min
• Dejansko = 1750 vrt/min (nazivna hitrost)
• fs = (1800 – 1750) / 60 = 0,833 Hz
• Zdrs = 2,8%

2-polni motor, 50 Hz

• Nsinhronizacija = 3000 vrt/min
• Dejansko = 2950 vrt/min
• fs = (3000 – 2950) / 60 = 0,833 Hz
• Zdrs = 1,7%

Zdrsna frekvenca v vibracijski diagnostiki

Razmik stranskih pasov za napake rotorske palice

Najpomembnejša diagnostična uporaba frekvence zdrsa:

• Vzorec: Stranski pasovi okoli 1× hitrosti delovanja pri ±fs, ±2fs, ±3fs
• Primer: Motor s 1750 vrt/min (29,2 Hz) z fs = 0,83 Hz
• Stranski pasovi pri: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz itd.
• Diagnoza: Ti stranski pasovi kažejo na zlomljene ali razpokane rotorske palice
• Amplituda: Amplituda stranskega pasu označuje število in resnost prelomljenih palic

Analiza trenutnega podpisa

V spektrih toka motorja:

• Napake rotorske palice ustvarjajo stranske pasove okoli omrežne frekvence
• Vzorec: fline ± 2fs (opomba: 2× frekvenca zdrsa, ne 1×)
• Za motor s frekvenco 60 Hz in zdrsom 1 Hz: stranski pasovi 58 Hz in 62 Hz
• Potrjuje diagnozo rotorske palice zaradi vibracij

Zdrs kot indikator obremenitve

Zdrs se spreminja glede na obremenitev

• Brez obremenitve: Zdrs 0,2–11 TP3T (0,1–0,5 Hz za tipične motorje)
• Polovična obremenitev: Zdrs 1-2% (0,5–1,0 Hz)
• Polna obremenitev: Zdrs 2-5% (1–2,5 Hz)
• Preobremenitev: > Zdrs 5% (> 2,5 Hz)
• Začetek: Zdrs 100% (frekvenca zdrsa = omrežna frekvenca)

Uporaba zdrsa za oceno obremenitve

• Natančno izmerite dejansko hitrost motorja
• Izračun zdrsa iz sinhrone razlike hitrosti
• Primerjajte z nazivnim zdrsom pri polni obremenitvi z napisne ploščice
• Ocenite odstotek obremenitve motorja
• Uporabno, kadar neposredna meritev moči ni na voljo

Dejavniki, ki vplivajo na zdrs

Oblikovalski dejavniki

• Upor rotorja: Večji upor = večji zdrs
• Razred zasnove motorja: Zasnova NEMA vpliva na drsne lastnosti
• Napetost: Nižja napetost poveča zdrs pri dani obremenitvi

Delovni pogoji

• Navor obremenitve: Primarni dejavnik zdrsa
• Napajalna napetost: Prenizka napetost poveča zdrs
• Sprememba frekvence: Spremembe frekvence napajanja vplivajo na zdrs
• Temperatura: Segrevanje rotorja poveča upor, kar poveča zdrs

Stanje motorja

• Zlomljene rotorske palice povečajo zdrs (manj učinkovita proizvodnja navora)
• Težave z navitjem statorja lahko vplivajo na zdrs
• Težave z ležaji, ki povečajo trenje, nekoliko povečajo zdrs

Metode merjenja

Neposredno merjenje hitrosti

• Uporabite tahometer ali stroboskop za merjenje dejanskih vrtljajev
• Poznajte sinhrono hitrost z napisne ploščice motorja (pole in frekvenco)
• Izračunaj zdrs: fs = (Nsync – Nactain) / 60
• Najbolj natančna metoda

Iz vibracijskega spektra

• Natančno določite 1× vrh hitrosti teka
• Izračunajte hitrost teka iz 1 × frekvence
• Določite zdrs iz sinhrone razlike hitrosti
• Zahteva FFT z visoko ločljivostjo

Od razmika stranskih pasov

• Če so prisotni stranski pasovi z okvaro rotorske palice
• Izmerite razmik med stranskimi pasovi
• Razmik = frekvenca zdrsa neposredno
• Priročno, vendar zahteva prisotnost napake

Praktična diagnostična uporaba

Normalne vrednosti zdrsa

• Dokumentirajte osnovni zdrs pri različnih obremenitvah za vsak motor
• Tipično polno obremenitev: 1-3% (preverite napisno ploščico)
• Zdrs > vrednost na napisni ploščici lahko kaže na preobremenitev ali težavo z motorjem
• Zdrs < pričakovano pri dani obremenitvi lahko kaže na električno napako

Indikatorji nenormalnega zdrsa

• Prekomerno zdrsavanje: Motor preobremenjen, rotorske palice zlomljene, visok upor rotorja
• Spremenljiv zdrs: Nihanje obremenitve, nestabilnost električnega napajanja
• Nizek zdrs pri obremenitvi: Možna težava s statorjem, težava z napetostjo

Drsna frekvenca je bistvenega pomena za delovanje in diagnostiko asinhronskega motorja. Kot razmik stranskih pasov za zaznavanje napak rotorskih palic in kot indikator obremenitve motorja, zdrsna frekvenca zagotavlja bistvene informacije za oceno stanja motorja. Natančna določitev zdrsne frekvence omogoča pravilno interpretacijo vibracij motorja in tokovnih podpisov, s čimer se loči normalno delovanje od okvar.

---

← Nazaj na glavno kazalo