Бесплатан инжењерски алат #039
Калкулатор учесталости електричних кварова мотора
Израчунајте синхрону брзину, клизање, 2× мрежну фреквенцију, фреквенцију пролаза пола, фреквенцију пролаза роторских шипки и дијагностичке бочне опсеге за анализу електромотора.
Резултати
Синхрона брзина
Синхрона брзина АЦ асинхроног мотора зависи од мрежне фреквенције и броја полова:
Клизање
Клизање је разлика између синхроне и стварне брзине ротора, изражена као разломак или проценат:
Типично клизање при пуном оптерећењу за стандардне асинхроне моторе је 1–5%.
Фреквенција клизања
2× Фреквенција линије
Ова фреквенција (100 Hz при напајању од 50 Hz, 120 Hz при 60 Hz) је увек присутна у вибрацијама мотора због наизменичног магнетног поља. Подигнута линија 2× указује на електричне проблеме: неуравнотежене фазе, ексцентричност ваздушног зазора или кварове намотаја статора.
Учесталост пролаза пола
Фреквенција пролаза пола је кључни индикатор за анализу ломљеног роторског штапа. Бочне траке на фреквенцији пролаза пола око 1× фреквенција линије у струјним спектрима (MCSA) су класичан знак квара роторског штапа.
Фреквенција пролаза роторне шипке
Практични пример
Дато: флинија = 50 Hz, полови = 4, N = 1475 обртаја у минути
Нs = 120 × 50 / 4 = 1500 обртаја у минути
s = (1500 − 1475) / 1500 = 1.67%
фклизање = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× линија = 2 × 50 = 100 Hz
Пролаз пола = 2 × s × fлинија = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Напомена: Брзина мотора варира у зависности од оптерећења. Уверите се да користите стварну измерену брзину у радним условима, а не брзину са натписне плочице. Мерење тахометром или стробоскопом даје најтачније резултате за прорачуне зависне од клизања.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Поступци описани на овој страници развила је и теренски тестирала екипа Vibromera уз помоћ уређаја Balanset-1A, преносивог двоканалног балансера и анализатора вибрација за балансирање ротора на лицу места.
Професионални инструменти за анализу вибрација за дијагностику мотора, балансирање поља и праћење стања. Користе се у преко 50 земаља.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko је инжењер анализе вибрација, оснивач и извршни директор компаније Vibromera. Више од 15 година балансира ротациону опрему на терену, а не на испитном столу: малчере, индустријске вентилаторе, дробилице, центрифуге, вратила и вретена. Управо је из тог рада настала серија инструмената Balanset — осмишљени су као алат који стручњак може да понесе до машине и да њиме ради сам, на лицу места, а не као лабораторијска опрема. Vibromera је основана 2017. године, а од 2023. седиште јој је у Порту, у Португалу. Овде се одвијају развој, склапање и подршка за линију Balanset. Водећи инструмент је Balanset-1A, преносиви анализатор за балансирање у једној и две равни и за дијагностику вибрација. Nikolai лично учествује у подршци корисницима, у решавању сложених случајева балансирања и у развоју софтвера. Ради са корисницима широм света, на било ком језику.
