ทำความเข้าใจความถี่สลิปในมอเตอร์เหนี่ยวนำ

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: Slip Frequency คืออะไร?

ความถี่การลื่น คือผลต่างระหว่างความเร็วซิงโครนัส (ความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน) และความเร็วโรเตอร์จริงในมอเตอร์เหนี่ยวนำ แสดงเป็นเฮิรตซ์ ความถี่สลิปนี้แสดงถึงความเร็วที่สนามแม่เหล็ก “เลื่อน” ผ่านตัวนำโรเตอร์ ทำให้เกิดกระแสที่สร้างแรงบิดของมอเตอร์ ความถี่สลิปเป็นพื้นฐานสำคัญของการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำและมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในการวินิจฉัยมอเตอร์ เนื่องจากความถี่สลิปเป็นตัวกำหนดระยะห่างของแถบด้านข้างในการสั่นสะเทือนและลายเซ็นกระแสไฟฟ้าของ ข้อบกพร่องของแถบโรเตอร์.

โดยทั่วไปความถี่สลิปจะอยู่ในช่วง 0.5-3 เฮิรตซ์สำหรับมอเตอร์ภายใต้ภาระปกติ โดยจะเพิ่มขึ้นตามภาระและเป็นการวัดภาระของมอเตอร์ทางอ้อม การทำความเข้าใจความถี่สลิปเป็นสิ่งสำคัญในการตีความความหมายของมอเตอร์ การสั่นสะเทือน สเปกตรัมและการวินิจฉัยความผิดพลาดทางแม่เหล็กไฟฟ้า.

การลื่นไถลทำงานอย่างไรในมอเตอร์เหนี่ยวนำ

หลักการเหนี่ยวนำ

มอเตอร์เหนี่ยวนำทำงานโดยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า:

1. ขดลวดสเตเตอร์สร้างสนามแม่เหล็กหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส
2. สนามแม่เหล็กหมุนเร็วกว่าโรเตอร์เล็กน้อย
3. การเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างสนามและแท่งโรเตอร์ทำให้เกิดกระแสในโรเตอร์
4. กระแสเหนี่ยวนำสร้างสนามแม่เหล็กโรเตอร์
5. การโต้ตอบระหว่างสนามสเตเตอร์และโรเตอร์ทำให้เกิดแรงบิด
6. ประเด็นสำคัญ: หากโรเตอร์ไปถึงความเร็วซิงโครนัส จะไม่มีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ ไม่มีการเหนี่ยวนำ และไม่มีแรงบิด

เหตุใดจึงจำเป็นต้องลื่น

• โรเตอร์จะต้องทำงานช้ากว่าความเร็วซิงโครนัสจึงจะเกิดการเหนี่ยวนำได้
• ยิ่งลื่นมาก กระแสเหนี่ยวนำก็จะยิ่งมากขึ้น แรงบิดก็จะยิ่งมากขึ้น
• เมื่อไม่มีโหลด: การลื่นไถลน้อยที่สุด (~1%)
• เมื่อโหลดเต็มที่: สลิปสูงกว่า (โดยทั่วไปคือ 3-5%)
• สลิปช่วยให้มอเตอร์ปรับแรงบิดให้เข้ากับโหลดได้โดยอัตโนมัติ

การคำนวณความถี่การลื่นไถล

สูตร

• fs = (Nsync – Nactual) / 60
• โดยที่ fs = ความถี่สลิป (Hz)
• Nsync = ความเร็วซิงโครนัส (RPM)
• Nactual = ความเร็วโรเตอร์จริง (RPM)

ทางเลือกในการใช้เปอร์เซ็นต์การลื่นไถล

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

ตัวอย่าง

มอเตอร์ 4 ขั้ว 60 เฮิรตซ์ ที่ไม่มีโหลด

• Nsync = 1800 รอบต่อนาที
• รอบจริง = 1795 รอบต่อนาที (โหลดเบา)
• fs = (1800 – 1795) / 60 = 0.083 เฮิรตซ์
• สลิป = 0.3%

มอเตอร์ตัวเดียวกันที่โหลดเต็ม

• Nsync = 1800 รอบต่อนาที
• ความเร็วจริง = 1750 รอบต่อนาที (ความเร็วที่กำหนด)
• fs = (1800 – 1750) / 60 = 0.833 เฮิรตซ์
• สลิป = 2.8%

มอเตอร์ 2 ขั้ว 50 เฮิรตซ์

• Nsync = 3000 รอบต่อนาที
• รอบจริง = 2950 รอบต่อนาที
• fs = (3000 – 2950) / 60 = 0.833 เฮิรตซ์
• สลิป = 1.7%

ความถี่การลื่นในการวินิจฉัยการสั่นสะเทือน

ระยะห่างแถบข้างสำหรับข้อบกพร่องของโรเตอร์บาร์

การใช้ความถี่สลิปในการวินิจฉัยที่สำคัญที่สุด:

• ลวดลาย: แถบข้างรอบความเร็วการทำงาน 1 เท่า ที่ ±fs, ±2fs, ±3fs
• ตัวอย่าง: มอเตอร์ 1750 RPM (29.2 Hz) พร้อม fs = 0.83 Hz
• แถบข้างที่: 28.4 เฮิรตซ์, 29.2 เฮิรตซ์, 30.0 เฮิรตซ์, 27.5 เฮิรตซ์, 30.8 เฮิรตซ์ เป็นต้น.
• การวินิจฉัย: แถบข้างเหล่านี้บ่งชี้ว่าแท่งโรเตอร์หักหรือแตกร้าว
• แอมพลิจูด: แอมพลิจูดของแถบข้างบ่งชี้จำนวนและความรุนแรงของแท่งที่หัก

การวิเคราะห์ลายเซ็นปัจจุบัน

ในสเปกตรัมกระแสมอเตอร์:

• ข้อบกพร่องของแท่งโรเตอร์ทำให้เกิดแถบข้างรอบความถี่ของเส้น
• รูปแบบ: fline ± 2fs (หมายเหตุ: ความถี่การลื่น 2× ไม่ใช่ 1×)
• สำหรับมอเตอร์ 60 Hz ที่มีสลิป 1 Hz: แถบข้าง 58 Hz และ 62 Hz
• ยืนยันการวินิจฉัยโรเตอร์บาร์จากการสั่นสะเทือน

สลิปเป็นตัวบ่งชี้การโหลด

การลื่นไถลจะแตกต่างกันไปตามโหลด

• ไม่มีโหลด: สลิป 0.2-1% (0.1-0.5 Hz สำหรับมอเตอร์ทั่วไป)
• ครึ่งโหลด: สลิป 1-2% (0.5-1.0 เฮิรตซ์)
• โหลดเต็ม: สลิป 2-5% (1-2.5 เฮิรตซ์)
• โอเวอร์โหลด: > สลิป 5% (> 2.5 เฮิรตซ์)
• เริ่มต้น: สลิป 100% (ความถี่สลิป = ความถี่สาย)

การใช้ Slip เพื่อประเมินการโหลด

• วัดความเร็วมอเตอร์จริงได้อย่างแม่นยำ
• คำนวณการลื่นไถลจากความแตกต่างของความเร็วแบบซิงโครนัส
• เปรียบเทียบกับการลื่นไถลโหลดเต็มที่ที่ได้รับการจัดอันดับจากป้ายชื่อ
• ประมาณเปอร์เซ็นต์การโหลดมอเตอร์
• มีประโยชน์เมื่อไม่สามารถวัดกำลังโดยตรงได้

ปัจจัยที่มีผลต่อการลื่นไถล

ปัจจัยการออกแบบ

• ความต้านทานของโรเตอร์: ความต้านทานที่สูงขึ้น = การลื่นมากขึ้น
• ชั้นเรียนการออกแบบมอเตอร์: การออกแบบ NEMA ส่งผลต่อลักษณะการลื่นไถล
• แรงดันไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลงจะเพิ่มการลื่นไถลสำหรับโหลดที่กำหนด

เงื่อนไขการใช้งาน

• แรงบิดโหลด: ตัวกำหนดหลักของการลื่นไถล
• แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย: แรงดันไฟต่ำเพิ่มการลื่นไถล
• การเปลี่ยนแปลงความถี่: การเปลี่ยนแปลงความถี่ของอุปทานส่งผลต่อการลื่นไถล
• อุณหภูมิ: ความร้อนของโรเตอร์เพิ่มความต้านทาน เพิ่มความลื่น

สภาพเครื่องยนต์

• แท่งโรเตอร์ที่หักจะทำให้เกิดการลื่นไถล (การผลิตแรงบิดที่มีประสิทธิภาพน้อยลง)
• ปัญหาการพันขดลวดสเตเตอร์อาจส่งผลต่อการลื่นไถล
• ปัญหาการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้น แรงเสียดทานเพิ่มขึ้น ลื่นเล็กน้อย

วิธีการวัด

การวัดความเร็วโดยตรง

• Use เครื่องวัดรอบ หรือแฟลชเพื่อวัดรอบต่อนาทีจริง
• ทราบความเร็วซิงโครนัสจากป้ายชื่อมอเตอร์ (ขั้วและความถี่)
• คำนวณสลิป: fs = (Nsync – Nactual) / 60
• วิธีที่แม่นยำที่สุด

จากสเปกตรัมการสั่นสะเทือน

• ระบุจุดสูงสุดของความเร็วในการทำงาน 1× อย่างแม่นยำ
• คำนวณความเร็วในการทำงานจากความถี่ 1×
• กำหนดการลื่นไถลจากความแตกต่างของความเร็วแบบซิงโครนัส
• ต้องใช้ FFT ความละเอียดสูง

จากระยะห่างของแถบข้าง

• หากมีแถบข้างที่ชำรุดของโรเตอร์บาร์
• วัดระยะห่างระหว่างแถบข้าง
• ระยะห่าง = ความถี่การลื่นโดยตรง
• สะดวกแต่ต้องมีข้อบกพร่อง

การใช้การวินิจฉัยเชิงปฏิบัติ

ค่าสลิปปกติ

• เอกสารสลิปพื้นฐานที่โหลดต่างๆ สำหรับมอเตอร์แต่ละตัว
• การลื่นไถลแบบเต็มโหลดทั่วไป: 1-3% (ตรวจสอบป้ายชื่อ)
• ค่าสลิป > ป้ายชื่ออาจบ่งชี้ถึงการโอเวอร์โหลดหรือปัญหามอเตอร์
• ลื่น < คาดว่าจะมีโหลดที่กำหนดอาจบ่งชี้ถึงความผิดพลาดทางไฟฟ้า

ตัวบ่งชี้การลื่นไถลที่ผิดปกติ

• การลื่นไถลมากเกินไป: มอเตอร์โอเวอร์โหลด แกนโรเตอร์หัก ความต้านทานโรเตอร์สูง
• สลิปแปรผัน: ความผันผวนของโหลด ความไม่เสถียรของแหล่งจ่ายไฟฟ้า
• ความลื่นไถลต่ำที่โหลด: ปัญหาสเตเตอร์ที่อาจเกิดขึ้น ปัญหาแรงดันไฟฟ้า

ความถี่สลิปเป็นพื้นฐานสำคัญในการทำงานและการวินิจฉัยมอเตอร์เหนี่ยวนำ ความถี่สลิปเป็นระยะห่างของแถบด้านข้างสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของแกนโรเตอร์ และเป็นตัวบ่งชี้ภาระของมอเตอร์ จึงให้ข้อมูลสำคัญสำหรับการประเมินสภาพมอเตอร์ การกำหนดความถี่สลิปที่แม่นยำช่วยให้สามารถตีความสัญญาณการสั่นสะเทือนและกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์ได้อย่างถูกต้อง ช่วยแยกความแตกต่างระหว่างการทำงานปกติกับสภาวะผิดปกติ.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก