Gratis tekniskt verktyg #039
Kalkylator för motorfelfrekvens
Beräkna synkron hastighet, slirning, 2× linjefrekvens, polpassfrekvens, rotorstångspassfrekvens och diagnostiska sidband för elmotoranalys.
Resultat
Synkront varvtal
Den synkrona hastigheten för en AC-induktionsmotor beror på nätfrekvensen och antalet poler:
Slirning
Slirningen är skillnaden mellan synkron och faktisk rotorhastighet, uttryckt som en bråkdel eller procentandel:
Typisk fullastslirning för vanliga induktionsmotorer är 1–5%.
Slirfrekvens
2× Linjefrekvens
Denna frekvens (100 Hz vid 50 Hz matning, 120 Hz vid 60 Hz) finns alltid i motorvibrationer på grund av det alternerande magnetfältet. En förhöjd 2×-linje indikerar elektriska problem: obalanserade faser, excentricitet i luftgapet eller fel i statorlindningen.
Polpassfrekvens
Polpassfrekvens är en viktig indikator för analys av bruten rotorstång. Sidband vid polpassfrekvens runt 1× linjefrekvens i strömspektra (MCSA) är en klassisk rotorstångsfelsignatur.
Rotorstångens passeringsfrekvens
Praktiskt exempel
Givetvis: flinje = 50 Hz, Poler = 4, N = 1475 varv/min
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 varv/min
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
fslirning = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× nätfrekvens = 2 × 50 = 100 Hz
Polpassering = 2 × s × flinje = 2 × 0,0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Obs: Motorhastigheten varierar med belastning. Se till att du använder den faktiska uppmätta hastigheten under driftsförhållanden, inte den hastighet som anges på märkskylten. En varvräknare eller stroboskopmätning ger de mest exakta resultaten för slirberoende beräkningar.
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
Procedurerna som beskrivs på den här sidan utvecklades och fälttestades av Vibromera-teamet med hjälp av Balanset-1A, en bärbar tvåkanalig balanserare och vibrationsanalysator för rotorbalansering på plats.
Professionella vibrationsanalysinstrument för motordiagnostik, fältbalansering och tillståndsövervakning. Används i fler än 50 länder.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko är vibrationsanalysingenjör samt grundare och vd för Vibromera. I mer än 15 år har han balanserat roterande utrustning ute i fält i stället för i en provbänk: slaghackar, industrifläktar, krossar, centrifuger, axlar och spindlar. Det är ur det arbetet Balanset-instrumenten har vuxit fram — de utformades som ett verktyg som en specialist kan bära med sig till maskinen och använda på egen hand på plats, inte som laboratorieutrustning. Vibromera grundades 2017 och har sedan 2023 sin bas i Porto i Portugal. Utveckling, montering och support av Balanset-serien sker här. Flaggskeppet är Balanset-1A, en bärbar analysator för balansering i ett och två plan och för vibrationsdiagnostik. Nikolai deltar personligen i kundsupporten, i arbetet med svåra balanseringsfall och i utvecklingen av programvaran. Han arbetar med kunder över hela världen, på vilket språk som helst.
