Фаҳмиши басомади барқӣ дар муҳаррикҳо
Басомади барқӣ — инчунин басомади хаттӣ, басомади шабака ё басомади қувва номида мешавад — басомади ҷараёни алтернативие аст, ки ба моторҳои электрикӣ ва дигар таҷҳизоти электрикӣ таъмин мегардад. Дар саросари ҷаҳон ду стандарт бартарӣ доранд: 60 Hz дар Амрикои Шимолӣ, қисмҳои Амрикои Ҷанубӣ ва баъзе кишварҳои Осиё ва 50 Hz дар Аврупо, аксари Осиё, Африқо ва Австралия. Ин рақами ягона суръати синхронии ҳар як мотори AC-ро дар шабака муайян мекунад ва оилае аз қувваҳои электромагнитиро — ва бинобар ин ларзиш компонентҳоро — дар зарбҳои басомади хаттӣ ба вуҷуд меорад.
Дар муҳаррик таҳлили ларзиш, басомади хаттӣ ва гармоникиҳои он, махсусан ду баробари басомади хаттӣ (2×f), нишондиҳандаҳои асосии ташхисӣ барои мушкилоти электромагнитӣ, нуқсонҳои статор ва нобаробариҳои фосилаи ҳавоӣ мебошанд. Хондани дурусти онҳо ба таҳлилгар имкон медиҳад, ки нуқсони электрикиро аз нуқсони механикӣ дар ҳамон спектри басомадҳо.
1. Алоқа бо суръати мотор
Суръати синхронӣ
Барои мотори индуксионии AC, суръати синхронии майдони магнитии гардишӣ аз ҷониби басомади хаттӣ ва шумораи қутбҳо муайян карда мешавад:
Nсинхронӣ = (120 × f) / P — дар ин ҷо Nсинхронӣ суръати синхронӣ дар RPM, f басомади электрикӣ дар Hz ва P шумораи қутбҳо аст.
Суръати воқеӣ суръати гардиш ҳамеша каме аз синхронӣ пасттар аст, зеро ротори индуксионӣ бояд лағжанда бошад, то моментро тавлид кунад.
Суръатҳои маъмулии мотор
Дар шабакаи 60 Hz суръатҳои синхронӣ барои мотори 2-қутбӣ 3600 RPM (тақрибан 3550 RPM дар хизмат), барои 4-қутбӣ 1800 RPM (тақрибан 1750 RPM), барои 6-қутбӣ 1200 RPM (тақрибан 1170 RPM) ва барои 8-қутбӣ 900 RPM (тақрибан 875 RPM) мебошанд. Дар шабакаи 50 Hz шумораи якхелаи қутбҳо 3000 RPM (тақрибан 2950 RPM воқеӣ), 1500 RPM (тақрибан 1450), 1000 RPM (тақрибан 970) ва 750 RPM (тақрибан 730)-ро медиҳанд. Калкулятори лағжиши мотор ва RPM-и воқеӣ маълумоти тахтаи номӣ ва суръати ченшударо бевосита ба ин рақамҳо табдил медиҳад.
Басомади лағжиш
Фосилаи байни суръати синхронӣ ва воқеӣ лағжишро муайян мекунад басомади лағзиш:
fs = (Nсинхронӣ − Nвоқеӣ) / 60
- Лағжиши оддӣ 1–5% аз суръати синхронӣ аст.
- Басомади лағжиши ҳосилшуда одатан танҳо 1–3 Hz аст.
- Он ба бор вобаста аст — лағжиш ҳангоми сахттар кор кардани мотор афзоиш меёбад.
- Он барои ташхиси нуқсонҳои электрикии ротор марказӣ аст, зеро нуқсонҳои милҳои ротор ларзишро дар басомади гузариши қутб, ки лағжиш зарби шумораи қутбҳо аст, модулятсия мекунанд.
2. Компонентҳои ларзиши электромагнитӣ
Ду баробари басомади хаттӣ (компоненти асосӣ)
Муҳимтарин компоненти электромагнитӣ дар 2×f ҷойгир аст — 120 Hz дар шабакаи 60 Hz, 100 Hz дар шабакаи 50 Hz. Он аз он сабаб ба вуҷуд меояд, ки ҷазби магнитӣ байни статор ва ротор дар ҳар давраи электрикӣ ду маротиба палсатсия мекунад. Миқдори ками он дар ҳар як мотори AC оддӣ аст, бинобар ин мавҷудияти он нуқс нест; аммо 2×f-и баланд ва афзоянда ба мушкилоти статор, нобаробарии фосилаи ҳавоӣ, ё номувозинатии магнитӣ ишора мекунад.
Басомади хаттӣ (1×f)
Компонент дар худи басомади хаттӣ — 50 ё 60 Hz — одатан аз 2×f дар амплитуда пасттар аст. Он метавонад номувозинатии шиддати шабакаро ошкор кунад ва метавонад бо нуқсонҳои пичиши статор ҳамроҳ бошад.
Гармоникиҳои баландтар
Компонентҳо дар 4×f, 6×f ва болотар (240 Hz, 360 Hz дар системаи 60 Hz) одатан дар мотори солим паст мебошанд. Вақте ки онҳо афзоиш меёбанд, метавонанд мушкилоти пичиш ё мушкилоти ламинатсияи ядроро нишон диҳанд.
3. Аҳамияти ташхисӣ
Амплитудаи оддии 2×f
Дар мотори солим компоненти 2×f одатан тақрибан зери 10% аз сатҳи 1× суръати корӣ аст, дар тӯли вақт нисбатан доимӣ мемонад ва дар ҳама самтҳо зоҳир мешавад, гарчанде ки аксар вақт дар самти радиалӣ қавитарин аст. Муайян кардани ин сатҳи оддӣ он чизест, ки афзоиши баъдиро маънодор мекунад.
2×f-и баланд ва маънои он
- Мушкилоти пичиши статор: пайвастшавии кӯтоҳи пич ба пич ё номувозинатии фаза 2×f-ро дар тӯли вақт боло мебарад, аксар вақт бо афзоиши ҳарорат ва номувозинатии ченшавандаи ҷараён байни фазаҳо.
- Эксцентриситети фосилаи ҳавоӣ: фосилаи нобаробар аз ротор эксцентриситет ё фарсудашавии подшипник қувваҳои магнитии номувозинатро кашиши магнитӣ, 2×f ва басомадҳои гузариши қутбро баланд мебаранд якҷоя — омезиши таъсироти механикӣ ва электромагнитӣ.
- «Пойи мулоим» ё резонанси корпус: агар пояи нарм ё басомади табиӣ ба 2×f наздик бошад, резонанси сохторӣ ларзиши электромагнитиро тақвият медиҳад; он гоҳ ларзиши корпус аз ларзиши подшипник хеле зиёдтар мешавад ва табобат сахт кардани сохтор ё илова кардани хомӯшкунӣ мебошад.
4. Драйвҳои басомади тағйирёбанда
VFD басомади хуруҷро қасдан тағйир медиҳад — одатан 0–120 Hz — ва суръати мотор ба он пайравӣ мекунад, бинобар ин ҳар як басомади электромагнитӣ, аз ҷумла 2×f ва компонентҳои гузариши қутб, бо хуруҷи драйв таносуб меёбад, на дар 50 ё 60 Hz-и собит. Ин ҳаракатпазирӣ оқибатҳои амалӣ барои ларзиш дорад:
- Басомадҳои ивазкунӣ: нақлиётгари PWM компонентҳои диапазони kHz-ро болои асосӣ инъикос мекунад.
- Ҷараёнҳои подшипник: ҷараёнҳои басомади баланд метавонанд подшипникҳоро чуқур ва канда кунанд, агар навард дуруст заминпайваст нашуда бошад.
- Ларзиши торсионӣ: нуфузҳои момент дар басомадҳои гуногун зоҳир мешаванд.
- Ангезиши резонанс: суръати тағйирёбандаи пӯшида метавонад аз резонансҳои сохторӣ гузарад ва ларзишро лаҳзавӣ тақвият диҳад.
5. Намунаҳои ташхиси амалӣ
Ҳолати 1 — ларзиши баланди 2×f
Мотори 4-қутбаи 60 Hz, ки наздики 1750 RPM кор мекунад, компонентро дар 120 Hz бо 6 mm/s нишон медиҳад, ки аз сатҳи 1× суръати кории тақрибан 2 mm/s хеле болотар аст. Азбаски энергия дар ду баробари басомади хатӣ ҷамъ омадааст, на дар суръати корӣ, нишондиҳанда мушкилоти пайванди статор ё эксцентриситети фосилаи ҳавоӣ аст, на механикӣ номувозинатӣ. Тасвирбардории гармӣ сипас нуқтаи гармро дар статор ошкор мекунад ва нобаробарии ҷараён байни фазаҳо чен карда мешавад, ки ташхисро тасдиқ мекунад; амали ислоҳкунанда бозпайванд кардан ё иваз кардани мотор мебошад.
Ҳолати 2 — минтақаҳои паҳлӯӣ дар атрофи суръати корӣ
Қуллаҳо дар 1× ± фосилаи вобаста ба слайп (чанд Hz) зоҳир мешаванд, имзои дастурии шикастагии стержҳои ротор. Таҳлили имзои ҷараёни мотор ҳамон хати паҳлуӣ намунаро дар ҷараёни таъминот нишон медиҳад ва пайгирии амплитудаи минтақаҳои паҳлӯӣ дар тӯли вақт вақти пешакӣ барои нақшагирии ивазкунӣ медиҳад. Ҳарду ҳолат дар доираи оилаи васеи нуқсонҳои электрикӣ ки таҳлили ларзиш хуб ҷойгир аст, то онҳоро аз механикӣ ҷудо кунад.
6. Амалҳои беҳтарини назорат
Танзимоти спектр
Басомади максималиро болои 500 Hz гузоред, то таҳлил 2×f ва гармониҳои онро гирд орад ва қобилияти ҷудокунӣ кофӣ интихоб кунед, то минтақаҳои паҳлӯии наздик ҷудо шаванд — беҳтар аз тақрибан 0.5 Hz қобилияти ҷудокунӣ барои кори басомади слайп. Уфуқӣ, амудӣ ва меҳварӣ чен кунед, зеро компонентҳои электромагнитӣ ва механикӣ дар байни самтҳо гуногун тақсим мешаванд.
Қиматҳои ибтидоӣ ва равандҳо
Амплитудаи 2×f-ро вақте сабт кунед, ки мотор нав аст ё тоза бозпайванд шудааст, сатҳҳои оддиро барои ҳар як намуди мотор дар иншоот муайян кунед ва ҳадҳои огоҳиро гузоред — одатан ду то се баробар қимати ибтидоӣ (базавӣ) барои 2×f. Сипас параметрҳое, ки муҳиманд, раванд кунед: амплитудаи басомади хатии 2×, компонентҳои гузариши қутб, амплитудаҳо ва намунаҳои минтақаҳои паҳлӯӣ, сатҳи умумии ларзиш ва нишондиҳандаҳои оддии ҳолати подшипник. Дидани он ки ин қиматҳо чӣ гуна дар тӯли вақт ҳаракат мекунанд, тавассути таҳлили раванд, он чист, ки як спектро ба огоҳии барвақт табдил медиҳад.
7. Чен кардани он дар майдон
Ҷудо кардани имзои электрикӣ аз механикӣ бо ченкунии тозаи амплитуда, басомад ва фаза дар мошин оғоз меёбад. Асбоби ду-каналии мобилӣ, ба монанди Balanset-1A спектри FFT ва истиноди синхрониро, ки барои ҷойгир кардани дақиқи ин компонентҳо нисбат ба суръати корӣ ва гармониҳои он лозим аст, гирд меорад, ки тасдиқ кардан кӯмак мекунад, ки оё қуллаи наздики 100 ё 120 Hz электромагнитӣ аст ё танҳо ҷавоби сохторӣ. Ва пас аз он ки сабаби электрикӣ рад шуд ва номувозинатӣ ҳамчун ҳаракатдиҳандаи аслии ларзиши 1× муайян карда шуд, ҳамон асбоб балансировка дар ҷои кор ро иҷро мекунад, ки онро ислоҳ мекунад — дониши басомади хатиро бевосита дар заводи корӣ амалӣ мекунад.
Басомади электрикӣ барои фаҳмидани он ки чӣ гуна мотори AC кор мекунад ва чӣ гуна вайрон мешавад, асосӣ аст. Эътирофи компонентҳои басомади хатӣ — 2×f аз ҳама — дар спектри ларзиш ва донистани падидаҳои электромагнитии паси онҳо, ба таҳлилчӣ имкон медиҳад, ки хати муҳимро байни нуқсонҳои механикӣ ва электрикӣ кашад ва амали ташхисӣ ва ислоҳкунандаи дурустро роҳнамоӣ кунад.
