Förstå slirfrekvens i induktionsmotorer

Anordningar

Bärbar balanserare & vibrationsanalysator Balanset-1A

$2,358.31

Delar

Vibrationssensor

$107.47

Delar

Optisk sensor (laservarvtalsmätare)

$148.07

Anordningar

Balanset-4

$8,123.32

Delar

Magnetiskt stativ i storlek 60 kgf

$54.93

Delar

Reflekterande tejp

$11.94

Anordningar

Dynamisk balanserare "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definition: Vad är glidfrekvens?

Slirfrekvens är skillnaden mellan den synkrona hastigheten (hastigheten på det roterande magnetfältet) och den faktiska rotorhastigheten i en induktionsmotor, uttryckt i Hz. Den representerar hur snabbt magnetfältet "glider" förbi rotorledarna och inducerar strömmen som skapar motormomentet. Slirfrekvensen är grundläggande för induktionsmotorers drift och är avgörande för motordiagnostik eftersom den bestämmer sidbandsavståndet i vibrationer och strömsignaturer hos defekter i rotorstången.

Slirfrekvensen ligger vanligtvis i intervallet 0,5–3 Hz för motorer under normal belastning, ökar med belastning och ger ett indirekt mått på motorbelastningen. Att förstå slirfrekvensen är avgörande för att tolka motorns vibration spektra och diagnostisering av elektromagnetiska fel.

Hur slirning fungerar i induktionsmotorer

Induktionsprincipen

Induktionsmotorer fungerar genom elektromagnetisk induktion:

1. Statorlindningar skapar ett roterande magnetfält vid synkron hastighet
2. Magnetfältet roterar något snabbare än rotorn
3. Relativ rörelse mellan fält- och rotorstavar inducerar ström i rotorn
4. Inducerad ström skapar rotorns magnetfält
5. Interaktion mellan stator- och rotorfält producerar vridmoment
6. Nyckelpunkt: Om rotorn uppnådde synkron hastighet skulle det inte finnas någon relativ rörelse, ingen induktion, inget vridmoment

Varför glidning är nödvändig

• Rotorn måste gå långsammare än synkron hastighet för att induktion ska ske
• Större slirning, mer inducerad ström, mer producerat vridmoment
• Vid tomgång: minimal slirning (~1%)
• Vid full belastning: högre eftersläpning (typiskt 3-5%)
• Slirning gör att motorn automatiskt justerar vridmomentet efter belastningen

Beräkning av glidfrekvens

Formel

• fs = (Nsync – Natual) / 60
• Där fs = glidfrekvens (Hz)
• Nsync = synkron hastighet (RPM)
• Faktisk = faktisk rotorhastighet (RPM)

Alternativ med glidprocent

• Slip (%) = [(Nsync – Natual) / Nsync] × 100
• fs = (Slip% × Nsync) / 6000

Exempel

4-polig, 60 Hz motor vid tomgång

• Nsync = 1800 varv/min
• Faktiskt varvtal = 1795 varv/min (lätt belastning)
• fs = (1800–1795) / 60 = 0,083 Hz
• Slipning = 0,3%

Samma motor vid full belastning

• Nsync = 1800 varv/min
• Faktiskt varvtal = 1750 varv/min (nominellt varvtal)
• fs = (1800–1750) / 60 = 0,833 Hz
• Slipning = 2,8%

2-polig, 50 Hz-motor

• Nsync = 3000 varv/min
• Faktiskt varvtal = 2950 varv/min
• fs = (3000–2950) / 60 = 0,833 Hz
• Slipning = 1,7%

Slirfrekvens i vibrationsdiagnostik

Sidbandsavstånd för rotorstångsdefekter

Den viktigaste diagnostiska användningen av glidfrekvens:

• Mönster: Sidband runt 1× körhastighet vid ±fs, ±2fs, ±3fs
• Exempel: 1750 varv/min motor (29,2 Hz) med fs = 0,83 Hz
• Sidband vid: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz, etc.
• Diagnos: Dessa sidband indikerar trasiga eller spruckna rotorstänger
• Amplitud: Sidbandsamplituden anger antalet och allvarlighetsgraden av trasiga streck

Analys av aktuell signatur

I motorströmspektra:

• Rotorstångsdefekter skapar sidband runt linjefrekvensen
• Mönster: fline ± 2fs (obs: 2× glidfrekvens, inte 1×)
• För 60 Hz-motor med 1 Hz eftersläpning: 58 Hz och 62 Hz sidband
• Bekräftar rotorstångsdiagnos från vibrationer

Slir som lastindikator

Slip varierar med belastning

• Ingen belastning: 0,2–1% eftersläpning (0,1–0,5 Hz för typiska motorer)
• Halv last: 1-2% glidning (0,5-1,0 Hz)
• Full last: 2-5% glidning (1-2,5 Hz)
• Överbelastning: > 5%-slirning (> 2,5 Hz)
• Startande: 100% slirning (slirfrekvens = nätfrekvens)

Använda slip för att bedöma lastning

• Mät motorns faktiska hastighet noggrant
• Beräkna eftersläpning från synkron hastighetsskillnad
• Jämför med den nominella fulllastslipningen från typskylten
• Uppskatta motorbelastningsprocent
• Användbart när direkt effektmätning inte är tillgänglig

Faktorer som påverkar glidning

Designfaktorer

• Rotormotstånd: Högre motstånd = mer glidning
• Motordesignklass: NEMA-design påverkar glidegenskaperna
• Spänning: Lägre spänning ökar eftersläpningen för given belastning

Driftsförhållanden

• Belastningsmoment: Primär avgörande faktor för glidning
• Matningsspänning: Underspänning ökar eftersläpningen
• Frekvensvariation: Variationer i matningsfrekvensen påverkar eftersläpningen
• Temperatur: Rotoruppvärmning ökar motståndet och ökar slirningen

Motorns skick

• Trasiga rotorstänger ökar slirning (mindre effektiv vridmomentproduktion)
• Problem med statorlindningen kan påverka slirningen
• Lagerproblem som ökar friktionen ökar slirningen något

Mätmetoder

Direkt hastighetsmätning

• Användning varvräknare eller stroboskop för att mäta faktiska varvtal
• Känn till synkron hastighet från motorns märkskylt (poler och frekvens)
• Beräkna glidning: fs = (Nsync – Natual) / 60
• Den mest exakta metoden

Från vibrationsspektrum

• Identifiera exakt 1× löphastighetstoppen
• Beräkna löphastighet från 1× frekvens
• Bestäm eftersläpning från synkron hastighetsskillnad
• Kräver högupplöst FFT

Från sidbandsavstånd

• Om rotorstångsdefekter förekommer i sidband
• Mät avståndet mellan sidbanden
• Avstånd = glidfrekvens direkt
• Bekvämt men kräver att defekten finns

Praktisk diagnostisk användning

Normala glidvärden

• Dokumentera baslinjeslirning vid olika belastningar för varje motor
• Typisk fullastslip: 1-3% (kontrollera typskylten)
• Slip > värde på namnskylten kan indikera överbelastning eller motorproblem
• Glida < förväntat vid given belastning kan tyda på elektriskt fel

Onormala glidindikatorer

• Överdriven glidning: Motor överbelastad, rotorstänger trasiga, högt rotormotstånd
• Variabel glidning: Lastfluktuationer, instabilitet i elförsörjningen
• Låg glidning vid belastning: Möjligt statorproblem, spänningsproblem

Slirfrekvensen är grundläggande för drift och diagnostik av induktionsmotorer. Som sidbandsavstånd för detektering av rotorstångsdefekter och som en indikator på motorbelastning ger slirfrekvensen viktig information för bedömning av motorns tillstånd. Noggrann bestämning av slirfrekvensen möjliggör korrekt tolkning av motorvibrationer och strömsignaturer, vilket skiljer normal drift från feltillstånd.

---

← Tillbaka till huvudmenyn