ทำความเข้าใจกับพล็อตไนควิสต์ (พล็อตโพลาร์)

คำจำกัดความ: Nyquist Plot คืออะไร?

ก พล็อตเรื่องไนควิสต์เรียกกันทั่วไปว่า พล็อตขั้วโลก ในสาขาการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน เป็นกราฟที่ใช้แสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงของเวกเตอร์การสั่นสะเทือนบนระบบพิกัดเชิงขั้ว ซึ่งแตกต่างจาก พล็อตโบดซึ่งแสดงแอมพลิจูดและเฟสบนกราฟคาร์ทีเซียนสองกราฟที่แยกจากกัน กราฟไนควิสต์จะรวมกราฟทั้งสองเข้าเป็นกราฟเดียว

• ที่ ระยะห่างจากจุดกำเนิด (จุดศูนย์กลาง) ของกราฟแสดงถึงแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน
• ที่ มุมรอบพล็อต แสดงถึงมุมเฟสของการสั่นสะเทือน

กราฟแสดงเส้นทางของปลายเวกเตอร์การสั่นสะเทือน 1X (แบบซิงโครนัส) เมื่อความเร็วของเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทหรือปิดเครื่อง ความเร็วมักจะแสดงโดยการเปลี่ยนสีหรือสัญลักษณ์ตามเส้นที่พล็อตไว้

เหตุใด Nyquist Plot จึงสำคัญ?

กราฟไนควิสต์ให้ภาพที่เป็นเอกลักษณ์และทรงพลังของการตอบสนองแบบไดนามิกของเครื่องจักร การใช้งานหลักก็เหมือนกับกราฟโบด คือเพื่อระบุและวิเคราะห์การตอบสนองแบบไดนามิกของเครื่องจักร ความเร็ววิกฤต (เสียงสะท้อน)

ตัวบ่งชี้คลาสสิกของความเร็ววิกฤตบนกราฟ Nyquist คือ ลูปเมื่อความเร็วของเครื่องจักรเข้าใกล้ความถี่ธรรมชาติ แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนจะเพิ่มขึ้น ทำให้กราฟเคลื่อนออกจากจุดกำเนิด เมื่อความเร็วผ่านความเร็ววิกฤต เฟสจะเลื่อน 180 องศา ซึ่งทำให้ปลายเวกเตอร์กวาดไปรอบๆ และก่อตัวเป็นวงกลมหรือวงวน จุดที่มีแอมพลิจูดสูงสุดคือจุดสูงสุดของวงวน และความเร็ววิกฤตอยู่ที่จุดเลื่อนเฟส 90 องศาบนวงวน

การตีความพล็อตเรื่องไนควิสต์

รูปร่าง ขนาด และทิศทางของลูปบนพล็อต Nyquist สามารถเปิดเผยข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับสุขภาพและคุณสมบัติไดนามิกของโรเตอร์ได้:

• การลดแรงสั่นสะเทือน: เส้นผ่านศูนย์กลางของลูปจะแปรผกผันกับค่าการหน่วงในระบบ วงกลมขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างดีบ่งชี้ว่ามีการหน่วงต่ำ (กำลังขยายสูง) ในขณะที่ลูปขนาดเล็กและแน่นหนาบ่งชี้ว่าระบบมีการหน่วงดี
• แอนไอโซทรอปิก (การแยกวิกฤต): หากระบบโรเตอร์มีความแข็งต่างกันในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง กราฟอาจแสดงลูปที่ทับซ้อนกันสองวงอย่างชัดเจน ซึ่งบ่งชี้ถึง "จุดวิกฤตแยก" อย่างชัดเจน
• ตำแหน่งจุดหนัก: การวางแนวของลูปสามารถช่วยกำหนดตำแหน่งจุดหนักของโรเตอร์ (ไม่สมดุล) เมื่อเทียบกับเครื่องหมายอ้างอิงเฟสบนเพลาได้
• การเปลี่ยนแปลงระบบ: การเปรียบเทียบกราฟไนควิสต์เมื่อเวลาผ่านไปสามารถเผยให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในสภาพของเครื่องจักรได้ การเปลี่ยนแปลงขนาดหรือรูปร่างของลูปบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของการหน่วงหรือความแข็ง ซึ่งอาจเกิดจากปัญหาต่างๆ เช่น โรเตอร์แตกร้าว ฐานรากหลวม หรือการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะของตลับลูกปืน
• Balancing: กราฟนี้ใช้ในการปรับสมดุลโรเตอร์แบบยืดหยุ่นขั้นสูง โดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของกราฟหลังจากเพิ่มน้ำหนักทดลอง นักวิเคราะห์สามารถกำหนดค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลที่จำเป็นในการคำนวณหาค่าสมดุลที่ถูกต้อง

พล็อตเรื่อง Nyquist ปะทะ พล็อตเรื่อง Bode

กราฟ Nyquist และ Bode แสดงข้อมูลเดียวกัน (แอมพลิจูดและเฟส 1 เท่า เทียบกับความเร็ว) แต่อยู่ในรูปแบบที่ต่างกัน การเลือกระหว่างกราฟทั้งสองมักจะขึ้นอยู่กับความต้องการของนักวิเคราะห์และคุณสมบัติเฉพาะที่นักวิเคราะห์ต้องการเน้น

• พล็อตเรื่องโบด: ดีกว่าสำหรับการเห็น RPM ที่แม่นยำของแอมพลิจูดสูงสุด และจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดที่แม่นยำของการเลื่อนเฟส 180 องศา แกนความเร็วเป็นแบบเส้นตรงและอ่านง่าย
• พล็อตเรื่องของ Nyquist: ดีกว่าสำหรับการแสดงภาพการตอบสนองแบบไดนามิกโดยรวมในมุมมองเดียว โดดเด่นในการแสดงปริมาณการหน่วง (ขนาดลูป) และระบุจุดวิกฤตที่แยกจากกัน (ลูปที่ทับซ้อนกัน) ได้อย่างชัดเจนกว่าพล็อตโบด

ซอฟต์แวร์วิเคราะห์การสั่นสะเทือนที่ทันสมัยส่วนใหญ่สามารถแสดงกราฟได้ทั้งสองประเภท และนักวิเคราะห์ที่มีประสบการณ์มักใช้ร่วมกันเพื่อการวินิจฉัยที่ครอบคลุม

← กลับสู่ดัชนีหลัก