Förstå Nyquist-diagrammet (polardiagrammet)

Definition: Vad är ett Nyquist-diagram?

A Nyquist-intrigen, även allmänt känd som en polarplott Inom vibrationsanalys är en graf som används för att visa de förändrade egenskaperna hos en vibrationsvektor i ett polärt koordinatsystem. Till skillnad från en Bode-diagrammet, som visar amplitud och fas på två separata kartesiska grafer, kombinerar Nyquist-diagrammet dem till ett enda diagram.

• Den avstånd från origo (centrum) av diagrammet representerar vibrationens amplitud.
• Den vinkel runt plotten representerar vibrationens fasvinkel.

Diagrammet spårar banan för 1X (synkron) vibrationsvektorns spets när maskinens hastighet ändras, vanligtvis under en start eller avstängning. Hastigheten indikeras ofta genom att ändra färger eller symboler längs den ritade linjen.

Varför är Nyquist-intrigen viktig?

Nyquist-diagrammet ger en unik och kraftfull visualisering av en maskins dynamiska respons. Dess primära användning är, liksom Bode-diagrammet, att identifiera och analysera en maskins kritiska hastigheter (resonanser).

Den klassiska indikatorn på en kritisk hastighet på ett Nyquist-diagram är en slingaNär maskinens hastighet närmar sig en naturlig frekvens ökar vibrationsamplituden, vilket gör att plotten rör sig bort från origo. När hastigheten passerar den kritiska hastigheten genomgår fasen en 180-gradersförskjutning, vilket gör att vektorns spets sveper runt och bildar en cirkel eller slinga. Punkten med maximal amplitud är toppen av slingan, och den kritiska hastigheten i sig är vid 90-graders fasförskjutningspunkten på slingan.

Tolkning av ett Nyquist-diagram

Formen, storleken och orienteringen av slingan på ett Nyquist-diagram kan avslöja detaljerad information om rotorns hälsa och dynamiska egenskaper:

• Dämpning: Slingans diameter är omvänt proportionell mot dämpningen i systemet. En stor, välformad cirkel indikerar låg dämpning (hög förstärkning), medan en liten, tät slinga indikerar ett väldämpat system.
• Anisotropi (delade kritiska värden): Om ett rotorsystem har olika styvhet i horisontell och vertikal riktning kan diagrammet visa två distinkta, överlappande slingor, vilket tydligt indikerar en "split critical".
• Plats för tung fläck: Slingans orientering kan hjälpa till att bestämma platsen för rotorns tunga fläck (obalans) i förhållande till fasreferensmärket på axeln.
• Systemändringar: Att jämföra Nyquist-diagram över tid kan avslöja förändringar i maskinens skick. En förändring i slingans storlek eller form indikerar en förändring i dämpning eller styvhet, vilket kan orsakas av problem som en sprucken rotor, löst fundament eller förändringar i lageregenskaper.
• Balansering: Diagrammet används vid avancerad flexibel rotorbalansering. Genom att observera förändringen i diagrammet efter att en provvikt har lagts till kan en analytiker bestämma de influenskoefficienter som behövs för att beräkna rätt balanseringslösning.

Nyquist-plott vs. Bode-plott

Nyquist- och Bode-diagram visar exakt samma data (1X amplitud och fas kontra hastighet) men i olika format. Valet mellan dem beror ofta på analytikerns preferenser och den specifika egenskap de vill betona.

• Bode-diagram: Bättre för att tydligt se det exakta varvtalet för toppamplituden och de exakta start- och slutpunkterna för 180-graders fasförskjutningen. Hastighetsaxeln är linjär och lätt att avläsa.
• Nyquist-plott: Bättre för att visualisera det övergripande dynamiska svaret i en enda vy. Den utmärker sig genom att visa mängden dämpning (loopstorlek) och identifiera delade kritiska värden (överlappande loopar) mer intuitivt än ett Bode-diagram.

De flesta moderna programvaror för vibrationsanalys kan visa båda diagramtyperna, och erfarna analytiker använder dem ofta tillsammans för en omfattande diagnos.

← Tillbaka till huvudmenyn