Разумевање учесталости проласка моторних бара
Фреквенција пролаза моторне шипке — такође звана фреквенција пролаза браздице ротора, фреквенција браздине ротора, или просто фреквенција пролаза — је фреквенција на којој браздице ротора кавезног асинхроног мотора пролазе поред браздина статора и намотаја. Једнака је броју браздица ротора помножена са ротационом фреквенцијом ротора, тако да пада далеко изнад брзине вожње, обично између око 200 и 2000 Hz у зависности од величине и брзине мотора. У здравом мотору то је тиха, мала амплитудна линија у спектар вибрација, али када расте, указује на ексцентричност између ротора и статора, air-gap проблеме, или друге електромагнетне неправилности. То је уско повезано, али различито од, дефекти роторских шипки — сломљене браздице себе најављују са бочне траке размакнутим на фреквенцији проласка полова (број полова × фреквенција клизања) око 1×, а не подизањем саме линије фреквенције проласка шипки.
1. Прорачун фреквенције пролаза браздице ротора
Формула
RBPF = Nb × N / 60, где је RBPF фреквенција пролаза браздице ротора у Hz, Nb је број браздица ротора, и N је брзина ротора у RPM.
Структура формуле је иста као она иза било које фреквенције бројања зубца или лопатице, као фреквенција захвата зупчаника или фреквенција проласка лопатице: броје понављајуће карактеристике, помножи са колико пута се приказују. Пошто је број шипки обично велики број, резултат се налази добро у високофреквентном подручју спектра.
Решени примери
Мали мотор: 28 шипки ротора при 1750 RPM даје RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz.
Велики мотор: 56 шипки ротора при 3550 RPM даје RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz.
Напомена да линија пролаза шипки већег мотора прелази 3 kHz — корисно подсећање да мерни ланац мора досегнути ту висину да би је видео. Ако желите да брзо претворите брзину ротирања и редне бројеве у фреквенције, калкулатор хармонијске фреквенције обавља аритметику.
Налажење броја шипки
- Консултујте таблицу мотора или техничке карактеристике произвођача.
- Бројте их визуелно ако је ротор приступачан током поправке.
- Извршите обратни прорачун из јасно идентификованог врха у спектру вибрација.
- Очекујте отприлике од 16 до 80 шипки, у зависности од величине мотора и броја полова.
2. Физички механизам
Интеракција ротора и статора
Фреквенција пролаза шипки настаје из магнетне интеракције, а не из механичког контакта:
- Шипке ротора носе индуковану струју и стварају локалне пертурбације у магнетном пољу.
- Како се ротор окреће, свака шипка пролази поред утора статора једна за другом.
- Магнетна релуктанција расте и пада док се шипке поравнавају са, а затим пролазе између, зубаца статора.
- Ово производи малу пулсирајућу електромагнетну силу на конструкцију.
- Стопа пулсирања једнака је стопи пролаза шипки — фреквенција пролаза шипки.
Уједначени насупрот неједнаким ваздушним зазором
- Уједначени ваздушни зазор: доприноси сила од шипки на супротним странама ротора углавном се поништавају, остављајући амплитуду RBPF-а ниском.
- Ексцентрични ротор: интеракција постаје асиметрична, поништавање се прекида, и амплитуда RBPF-а расте.
- Дијагностичка вредност: вишина RBPF линије је зато директан показатељ колико је униформан ваздушни зазор.
3. Дијагностичка значајност
Нормално стање
- RBPF врх је присутан, али врло мали — често испод 0,5 mm/s.
- Може бити једва видљив изнад шума.
- Нема бочних трака које га окружују.
- Овај потпис потврђује униформан ваздушни зазор и добру концентричност ротора и статора.
Шта вам говори повишени RBPF
Ексцентричност ваздушног зазора. Ротор стоји ван центра у отвору статора, амплитуда RBPF расте, а могу се појавити бочне траке на ±1× радној брзини. Образац је паралелан начину на који фреквенција пролаза пола расте под истом грешке.
Дезосност ротора и статора. Када оса ротора није паралелна оси статора, ваздушни зазор се разликује дуж дужине мотора, подижући и RBPF и његове хармонике.
Сломљене или оштећене ротор шипке. Ово је сасвим другачији потпис: поломљене шипке стварају бочне појасеве око 1× при размаку фреквенције проласка полова, уместо да подижу линију фреквенције проласка шипки. Видети поломљене шипке ротора и дефекти роторских шипки за потпуне дијагностичке детаљне информације.
4. Разликовање Бар Пасс од осталих фреквенција
RBPF насупрот фреквенцијама лежаја
- РБПФ: обично 200–3000 Hz, одређен пројектом мотора.
- Фреквенције лежајева: обично 50–500 Hz за лежаје мотора.
- Како разликовати: израчунајте оба и упоредите их са опаженим врховима.
- Пазите на преклапање: код великих мотора RBPF може паднути у исту фреквенцијску траку као фреквенције кварова лежајева, зато потврдите извор пре него што предузмате акцију.
RBPF у односу на фреквенцију празног хода статора
- Пролазна фреквенција статора: број утора статора × брзина вртње — ретко значајно.
- РБПФ: број шипки ротора × брзина вртње — често се јавља.
- Оба присутна: код неких мотора видећете сваку од њих, а њихово одвајање зависи од познавања броја шипки и утора.
5. Практична примена
Када да пратите RBPF
- Када се сумња на проблем ваздушке празнине.
- После замене лежаја, да верификујете да је ротор правилно центриран.
- Када је 2× линијска фреквенција повишена, што може пратити ексцентричност.
- Када се успостављају почетну за нови или намотај мотора.
- Као контрола квалитете након поправке мотора.
Разматрања мерења
- Фреквенцијски опсег анализатора мора удобно да премаши двоструку RBPF (Фmax > 2 × RBPF) да би је забележио без алијасинг.
- Један Акцелерометар обично је потребан уместо сензор брзине вибрација, јер су фреквенције високе.
- Мерење вршите на оквиру мотора или кућишту лежаја.
- Увек поредите са базном линијом или са сличним здравим моторима.
6. Место пролаза шипки у дијагностици електромотора
Помаже да се јасно одвоје два потписа мотор-ротора. Линија пролаза шипки говори о геометрији ваздушног распора; сломљене шипке говоре о електричној целовитости кавеза. У пракси обе могу бити присутне истовремено, тако да темељита електрични квар процена проверава сваку од њих:
- Дефекти роторских шипки: бочни појасеви око 1× радне брзине при размаку фреквенције проласка полова.
- Проблеми са RBPF: повећана амплитуда на самој линији пролаза шипки (шипке × брзина).
- Могу постојати истовремено: ексцентричност и сломљене шипке нису међусобно искључиве.
- Свеобухватна дијагноза: испитајте оба обрасца да се допуни слика.
Ова врста високофреквенцијске електромагнетне дијагностике је једна половина процене здравља асинхроног електромотора; друга половина је нискофреквенцијски механички свет неравнотежа и неусклађеност. Преносиви двоканални инструмент као што је Balanset-1A покрива ту механичку страну, хватајући амплитуду и фазу 1× потребну да се ротор уравнотежи у својим лежајевима и верификује резултат — природни комплемент спектралним проверама мотора описаним овде.
Фреквенција пролаза шипки електромотора, мада не проматрана редовно као фреквенције лежајева или потписи сломљених шипки, носи праву дијагностичку вредност о униформности ваздушног распора и концентричности ротора-статора. Познавање како је израчунати и препознати је у спектру допуњава дијагностичку слику за процену стања асинхроних електромотора са кавезним ротором.
