Nyquist வரைபடத்தைப் (துருவ வரைபடம்) புரிந்துகொள்ளுதல்
A Nyquist plot — பரவலாக அழைக்கப்படும் polar plot அதிர்வுப் பணியில் — என்பது ஒரு துருவ ஆள்கூறு அமைப்பில் மாறிவரும் அதிர்வு வெக்டரைக் காண்பிக்கும் ஒரு வரைபடமாகும். ஒரு Bode plot, which spreads amplitude and phase இரண்டு தனித்தனி கார்ட்டீசியன் வரைபடங்களில் காண்பிப்பதைப் போலன்றி, Nyquist வரைபடம் இரண்டையும் ஒரே படத்தில் மடித்துக் கொள்கிறது. மூலத்திலிருந்துள்ள தூரம் அதிர்வின் வீச்சு ஆகும், மேலும் வரைபடத்தைச் சுற்றியுள்ள கோணம் அதன் கட்ட (phase) கோணம் ஆகும், எனவே வளைவின் ஒவ்வொரு புள்ளியும் ஒரு முழுமையான அதிர்வு வெக்டராகும்.
1. வரையறை: ஒரே வரைபடத்தில் வீச்சு மற்றும் கட்டம்
இயந்திரத்தின் வேகம் மாறும்போது, பொதுவாக ஒரு தொடக்கம் அல்லது நிறுத்தத்தின் வழியாக, 1× (ஒத்திசைவான) அதிர்வு வெக்டரின் நுனி வரைந்து செல்லும் பாதையை இந்த வரைபடம் பதிவு செய்கிறது. வேகம் வளைவுடன் மாறும் வண்ணங்கள் அல்லது குறியீடுகளால் குறிக்கப்படுகிறது, இதனால் வெக்டரின் அளவு மற்றும் திசையை மட்டுமல்ல, ஒவ்வொரு புள்ளியும் பதிவு செய்யப்பட்ட RPM-ஐயும் பகுப்பாய்வாளர் படிக்க முடிகிறது.
- The மூலத்திலிருந்துள்ள (மையம்) தூரம் அதிர்வின் வீச்சைக் குறிக்கிறது — எவ்வளவு வெளியே இருக்கிறதோ, அவ்வளவு பெரிய பதில்விளைவு.
- The angle around the plot represents the phase angle அதிர்வின், எதனுடன் ஒப்பிட்டு tachometer reference.
இரண்டு அச்சுகளும் ஒரே சுழலும் கூறை விவரிப்பதால், Nyquist வரைபடம் ஒரு ஜோடி போக்குக் கோடுகளாக அல்லாமல் ஒரு வெக்டரின் இடப்பாதையாகப் (locus) படிக்கப்படுகிறது, மேலும் அந்த சுருக்கமே ஒரு மறுஒலிப்புக்கு (resonance) அருகில் அதை மிகவும் வெளிப்படுத்தும் தன்மையுடையதாக ஆக்குகிறது.
2. Nyquist வரைபடம் ஏன் முக்கியமானது?
Nyquist வரைபடம் ஒரு இயந்திரத்தின் இயக்கவியல் பதில்விளைவின் தனித்துவமான சுருக்கமான பார்வையை அளிக்கிறது. Bode வரைபடத்தைப் போலவே, அதன் முதன்மை நோக்கம், அடையாளம் காணுதல் மற்றும் பகுப்பாய்வு செய்தல் முக்கிய வேகங்கள் — the resonances ரோட்டர்-பேரிங் அமைப்பின்.
Nyquist வரைபடத்தில் ஒரு மாறுநிலை வேகத்தின் உன்னதமான குறிகாட்டி ஒரு loop. As speed approaches a இயல்பு அதிர்வெண், வீச்சு உயர்ந்து வளைவு மூலப்புள்ளியிலிருந்து விலகிச் செல்கிறது. வேகம் முக்கிய வேகத்தைக் கடந்து செல்லும்போது, கட்டம் 180-டிகிரி மாற்றத்திற்கு உட்படுகிறது, திசையன் நுனியை சுற்றி ஒரு வட்டம் அல்லது சுழற்சியை உருவாக்குகிறது. அதிகபட்ச வீச்சின் புள்ளி சுழற்சியின் உச்சியாகும், மேலும் முக்கிய வேகமே சுழற்சியின் மீதான 90-டிகிரி கட்ட-மாற்றப் புள்ளியில் அமைகிறது — இது Bode வரைபடத்தில் உள்ள படிப்படியான கட்ட ஏற்றத்தை விட மிகவும் தெளிவான அடையாளப்புள்ளியாகும்.
3. Interpreting a Nyquist Plot
சுழற்சியின் வடிவம், அளவு மற்றும் திசையமைப்பு ஆகியவை சுழலியின்’ ஆரோக்கியம் மற்றும் இயக்கவியல் பண்புகள் குறித்த ஏராளமான கண்டறிதல் தகவலைக் கொண்டிருக்கின்றன.
- Damping: சுழற்சியின் விட்டம் அமைப்புடன் தலைகீழாக தொடர்புடையது damping. பெரிய, நன்கு உருவான வட்டம் குறைந்த அமுக்கம் மற்றும் அதிக பெருக்கத்தைக் குறிக்கிறது; சிறிய, இறுக்கமான சுழற்சி நன்கு அமுக்கப்பட்ட அமைப்பைக் குறிக்கிறது.
- Anisotropy (split criticals): ஒரு சுழலி அமைப்பு கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து திசைகளில் வெவ்வேறு விறைப்புத்தன்மையைக் கொண்டிருந்தால், வரைபடம் இரண்டு தனித்துவமான, ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தும் சுழற்சிகளைக் காட்டக்கூடும் — திசைசார்ந்த தன்மையால் ஏற்படும் தெளிவான “பிளவுபட்ட முக்கிய வேகம்” stiffness.
- Heavy-spot location: சுழற்சியின் திசையமைப்பு சுழலியின்’ கனமான புள்ளியைக் கண்டறிய உதவுகிறது — அதாவது unbalance — தண்டின் மீதான கட்டக் குறிப்பு அடையாளத்துடன் ஒப்பிடும்போது, இது எங்கு ஒரு சரிசெய்யல் எடை should go.
- அமைப்பு மாற்றங்கள்: காலப்போக்கில் Nyquist வரைபடங்களை ஒப்பிடுவது இயந்திர நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களை வெளிப்படுத்துகிறது. சுழற்சியின் அளவு அல்லது வடிவத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் அமுக்கம் அல்லது விறைப்புத்தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றத்தைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது, இது ஒரு cracked rotor, a loose foundation, or evolving bearing characteristics.
- Balancing: இந்த வரைபடம் மேம்பட்ட flexible-rotor சமநிலைப்படுத்துதலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு trial weight சேர்க்கப்பட்ட பிறகு சுழற்சி எவ்வாறு நகர்கிறது என்பதைக் கவனிப்பதன் மூலம், ஒரு பகுப்பாய்வாளர் தாக்க குணகங்கள் சமநிலைப்படுத்தும் தீர்வைக் கணக்கிட தேவையானதைப் பெறுகிறார்.
4. கள நிலையில் தரவைப் பதிவு செய்தல்
ஒரு Nyquist வரைபடம் அதன் பின்னணியில் உள்ள ஒத்திசைக்கப்பட்ட வீச்சு-மற்றும்-கட்டத் தரவைப் போலவே மட்டுமே சிறந்ததாக இருக்கும், மேலும் அந்தத் தரவு வேகச் சுழற்சி வழியாக எடுக்கப்படும் சுத்தமான ஒரு-சுழற்சிக்கு-ஒருமுறை கட்டக் குறிப்பைச் சார்ந்துள்ளது. கள நிலையில், Balanset-1A போன்ற ஒரு கையடக்க இரு-தடப் பகுப்பாய்வி, ஒரு run-up அல்லது coast-downபோது அதன் ஒளியியல்-டாக்கோமீட்டர் துடிப்புக்கு எதிராக 1× வீச்சு மற்றும் கட்டத்தை அளவிடுகிறது, இதிலிருந்து ஒரு துருவ வரைபடம் வரையப்படும் திசையன்-எதிராக-வேகப் பதிவை வழங்குகிறது. அதே வீச்சு-மற்றும்-கட்ட அளவீடு field balancingக்கு அடிப்படையாக அமைகிறது, எனவே ஒரே கருவி ஒரு அதிர்வுணர்வை வகைப்படுத்துவதோடு அதைத் தூண்டும் சமனிலையின்மையையும் சரிசெய்கிறது. ஒரு வரிசை கோடு இயக்க வரம்பிற்குள் ஒரு இயற்கை அதிர்வெண்ணைக் கடக்குமா என்பதைச் சரிபார்க்க, ஒரு பகுப்பாய்வாளர் முதலில் Campbell diagram calculator.
5. Nyquist Plot vs Bode Plot
Nyquist மற்றும் Bode வரைபடங்கள் சரியாக அதே தரவை — வேகத்திற்கு எதிராக 1× வீச்சு மற்றும் கட்டத்தை — வெவ்வேறு வடிவங்களில் காட்டுகின்றன, மேலும் அவற்றுக்கிடையேயான தேர்வு பெரும்பாலும் பகுப்பாய்வாளரின் விருப்பம் மற்றும் வலியுறுத்தப்படும் அம்சத்தைப் பொறுத்தே அமைகிறது.
- Bode plot: உச்ச வீச்சின் துல்லியமான RPM மற்றும் 180-டிகிரி கட்ட மாற்றத்தின் சரியான தொடக்கம் மற்றும் முடிவைப் படிப்பதற்கு சிறந்தது, ஏனெனில் அதன் வேக அச்சு நேரியல் மற்றும் எளிதாக அளவிடக்கூடியது.
- Nyquist plot: முழு இயக்கவியல் பதிலையும் ஒரே நேரத்தில் உள்வாங்குவதற்கு சிறந்தது. இது சுழற்சியின் அளவின் மூலம் அமுக்கத்தின் அளவைக் காட்டுவதிலும், பிளவுபட்ட முக்கிய வேகங்களை ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தும் சுழற்சிகளாக வெளிப்படுத்துவதிலும், Bode வரைபடத்தை விட மிகவும் உள்ளுணர்வுடன் சிறந்து விளங்குகிறது.
நெருங்கிய தொடர்புடைய ஒரு காட்சி shaft orbit, இது ஒரு திசையனை வேகத்திற்கு எதிராகக் காட்டுவதற்குப் பதிலாக தாங்கி தளத்தில் இயக்கத்தை வரைபடமாக்குகிறது. பெரும்பாலான நவீன vibration analysers மூன்றையும் வரைய முடியும், மேலும் அனுபவம் வாய்ந்த பகுப்பாய்வாளர்கள் ஒரு விரிவான பகுப்பாய்வுக்காக அவற்றை ஒன்றாகப் பயன்படுத்துகின்றனர் rotor-dynamics diagnosis.
