Förstå motorstångens passeringsfrekvens
Definition: Vad är motorstångens passfrekvens?
Motorstångens passeringsfrekvens (även kallad rotorstångspassfrekvens, rotorspårfrekvens eller helt enkelt stångpass) är den frekvens med vilken rotorstängerna i en burformad induktionsmotor passerar statorspår eller statorlindningar. Den beräknas som antalet rotorstänger multiplicerat med rotorns rotationsfrekvens (stångpassfrekvens = antal rotorstänger × varvtal / 60). Denna frekvens ligger vanligtvis i intervallet 200-2000 Hz beroende på motorstorlek och hastighet.
Även om det normalt sett är en komponent med låg amplitud i motorn vibration spektra, förhöjd stångpasseringsfrekvens kan indikera excentricitet mellan rotor och stator, problem med luftgap eller elektromagnetiska oregelbundenheter. Det skiljer sig från men är relaterat till defekter i rotorstången, som producerar sidband vid slipfrekvens snarare än vid själva stapelpassfrekvensen.
Beräkning
Formel
- RBPF = Nb × N / 60
- Där RBPF = Rotorstångens passfrekvens (Hz)
- Nb = Antal rotorstänger
- N = Rotorhastighet (varv/min)
Typiska värden
Exempel på liten motor
- Antal rotorstänger: 28
- Hastighet: 1750 varv/min
- RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 Hz
Exempel på stor motor
- Antal rotorstänger: 56
- Hastighet: 3550 varv/min
- RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 Hz
Hitta antalet staplar
- Se motorns märkskylt eller tillverkarens data
- Visuell räkning (om rotorn är tillgänglig)
- Identifiera från vibrationsspektrumets topp
- Typiskt område: 16–80 bar beroende på motorstorlek och poler
Fysisk mekanism
Rotor-stator-interaktion
Stångpasseringsfrekvensen uppstår genom magnetisk interaktion:
- Rotorstavar som leder ström skapar lokala magnetfältstörningar
- När rotorn roterar passerar varje stång statorspår i sekvens
- Magnetisk reluktans varierar när stängerna är i linje med eller passerar mellan statortänderna
- Skapar en liten pulserande elektromagnetisk kraft
- Kraftpulseringsfrekvens = rotorstångens passagehastighet
Likformigt kontra icke-likformigt luftgap
- Jämn luftspalt: Effekter utsläcks till stor del, låg RBPF-amplitud
- Excentrisk rotor: Asymmetrisk interaktion, förhöjd RBPF-amplitud
- Diagnostiskt värde: RBPF-amplituden indikerar luftgapets likformighet
Diagnostisk betydelse
Normalt tillstånd
- RBPF-topp förekommer men mycket låg amplitud (< 0,5 mm/s)
- Kan knappt synas ovanför bullergolvet
- Inga sidband runt RBPF
- Indikerar jämn luftspalt och god rotor-stator-koncentricitet
Förhöjd RBPF indikerar
Excentricitet i luftgapet
- Rotorn är excentrisk i statorhålet
- RBPF-amplituden ökar
- Kan ha sidband vid ±1× körhastighet
- Liknande till polpassfrekvens elevation
Rotor-stator-feljustering
- Rotoraxeln är inte parallell med statoraxeln
- Luftgapet varierar längs axial längd
- RBPF och förhöjda övertoner
Trasiga eller skadade rotorstänger
- Annat diagnostiskt mönster än RBPF självt
- Skapar sidband runt 1× vid slipfrekvensavstånd
- Se defekter i rotorstången för detaljer
Differentiering från andra frekvenser
RBPF kontra bärfrekvenser
- RBPF: Vanligtvis 200–3000 Hz, beroende på motordesign
- Bäringsfrekvenser: Typiskt 50–500 Hz för motorlager
- Åtskillnad: Beräkna båda och jämför med observerade toppar
- Möjlig överlappning: Stora motorer kan ha RBPF-överlappande lagerfrekvensområde
RBPF vs. statorspårfrekvens
- Statorspårpassage: Antal statorslitsar × körhastighet (sällan signifikant)
- RBPF: Antal rotorstänger × körhastighet (vanligare observerat)
- Båda närvarande: I vissa motorer kan båda vara synliga
Praktisk tillämpning
När ska RBPF övervakas
- Misstänkta problem med luftgap
- Efter lagerbyte (kontrollera korrekt rotorcentrering)
- Förhöjd 2× linjefrekvens (kan vara relaterad till excentricitet)
- Baslinjefastställande för nya eller omlindade motorer
- Kvalitetsverifiering efter motorreparation
Mätningsöverväganden
- Kräver tillräckligt frekvensområde (Fmax > 2× RBPF)
- Kan behöva accelerometrar snarare än hastighetssensorer för höga frekvenser
- Mätning på motorram eller lagerhus
- Jämför med baslinjemotorer eller liknande motorer
Förhållande till detektering av trasig stång
Medan RBPF i sig indikerar problem med luftgap, skapar defekter i rotorstången en annan signatur:
- Defekter i rotorstången: Sidband runt 1× körhastighet vid ±slipfrekvens
- RBPF-problem: Förhöjd amplitud vid själva RBPF (antal staplar × hastighet)
- Båda kan samexistera: Excentricitet OCH trasiga stänger möjliga samtidigt
- Omfattande analys: Kontrollera båda mönstren för fullständig motordiagnos
Motorstångens passeringsfrekvens övervakas visserligen mindre ofta än lagerfrekvenser eller rotorstångsdefekter, men ger värdefull diagnostisk information om luftgapslikformighet och rotor-stator-koncentricitet. Förståelse för RBPF-beräkning och igenkänning i vibrationsspektra kompletterar den diagnostiska bilden för bedömning av induktionsmotorers tillstånd.