ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความถี่ผ่านบาร์ของมอเตอร์
ความถี่ผ่านบาร์มอเตอร์ — หรือที่เรียกว่า ความถี่ผ่านของแท่งโรเตอร์, ความถี่ช่องโรเตอร์, หรือเรียกสั้น ๆ ว่า ความถี่ผ่านแท่ง — คือความถี่ที่แท่งโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอกเคลื่อนผ่านช่องและขดลวดของสเตเตอร์ มันเท่ากับจำนวนแท่งโรเตอร์คูณด้วยความถี่การหมุนของโรเตอร์ ดังนั้นจึงสูงกว่าความเร็วในการทำงานมาก โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่างประมาณ 200 ถึง 2000 เฮิรตซ์ ขึ้นอยู่กับขนาดและความเร็วของมอเตอร์ในมอเตอร์ที่ทำงานปกติ จะเป็นเส้นที่เงียบและมีความกว้างของคลื่นต่ำใน สเปกตรัมการสั่นสะเทือน, แต่เมื่อมันสูงขึ้น มันชี้ไปที่ ความเยื้องศูนย์ ระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์, ช่องว่างทางอากาศ ปัญหา หรือความผิดปกติทางแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดแต่แตกต่างจาก, ข้อบกพร่องของแถบโรเตอร์ — แท่งที่หักประกาศตัวเองด้วย แถบข้าง เว้นระยะที่ความถี่ pole-pass (จำนวนขั้ว × the ความถี่สลิป) รอบ ๆ 1× ไม่ใช่ด้วยการยกเส้น bar-pass เองขึ้น
1. การคำนวณความถี่ bar pass
สูตร
RBPF = Nb × N / 60, โดยที่ RBPF คือ ความถี่การผ่านของแท่งโรเตอร์ในเฮิรตซ์, Nb คือจำนวนแท่งโรเตอร์ และ N คือความเร็วรอบของโรเตอร์ใน RPM.
โครงสร้างของสูตรนี้เหมือนกับสูตรที่ใช้ในการนับจำนวนฟันหรือจำนวนแฉกของความถี่ใด ๆ เช่น ความถี่ฟันเฟือง หรือ ความถี่ผ่านของใบพัด: นับจำนวนลักษณะที่ซ้ำกัน แล้วคูณด้วยจำนวนครั้งที่ลักษณะนั้นเกิดขึ้น เนื่องจากจำนวนแท่ง (bar count) มักเป็นจำนวนที่มาก ผลลัพธ์ที่ได้จึงอยู่ในช่วงความถี่สูงของสเปกตรัม.
ตัวอย่างที่ใช้งานได้
มอเตอร์ขนาดเล็ก: 28 โรเตอร์บาร์ที่ 1750 รอบต่อนาที ให้ RBPF = 28 × 1750 / 60 = 817 เฮิรตซ์.
มอเตอร์ขนาดใหญ่: 56 โรเตอร์บาร์ที่ 3550 รอบต่อนาที ให้ RBPF = 56 × 3550 / 60 = 3313 เฮิรตซ์.
โปรดทราบว่าเส้น bar-pass ของเครื่องที่ใหญ่กว่าจะสูงเกิน 3 kHz — เป็นการเตือนที่มีประโยชน์ว่าชุดการวัดต้องรองรับความถี่สูงถึงระดับนั้นจึงจะมองเห็นได้ หากคุณต้องการแปลงความเร็วรอบและเลขอันดับเป็นความถี่ได้อย่างรวดเร็ว เครื่องคำนวณความถี่ฮาร์มอนิก จัดการการคำนวณทางคณิตศาสตร์.
การหาจำนวนแท่ง
- โปรดตรวจสอบป้ายชื่อมอเตอร์หรือแผ่นข้อมูลจากผู้ผลิต.
- นับจำนวนด้วยสายตาหากสามารถมองเห็นโรเตอร์ได้ระหว่างการซ่อมแซม.
- คำนวณย้อนกลับจากจุดสูงสุดที่ระบุไว้อย่างชัดเจนในสเปกตรัมการสั่นสะเทือน.
- คาดว่าจะมีประมาณ 16 ถึง 80 แท่ง ขึ้นอยู่กับขนาดมอเตอร์และจำนวนขั้ว
2. กลไกทางกายภาพ
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์
ความถี่ bar pass เกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็ก ไม่ใช่จากการสัมผัสทางกล:
- แท่งโรเตอร์นำกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและสร้างการรบกวนเฉพาะที่ในสนามแม่เหล็ก
- ขณะที่โรเตอร์หมุน แต่ละแท่งจะเคลื่อนผ่านช่องของสเตเตอร์ทีละช่อง.
- ความต้านทานแม่เหล็กเพิ่มขึ้นและลดลงเมื่อแท่งจัดเรียงตัวกับฟันของสเตเตอร์ จากนั้นผ่านระหว่างฟันเหล่านั้น.
- สิ่งนี้ทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กที่สั่นเป็นจังหวะบนโครงสร้าง.
- อัตราการเต้นเท่ากับอัตราที่แท่งผ่าน — ความถี่การผ่านของแท่ง.
ช่องว่างอากาศแบบสม่ำเสมอกับแบบไม่สม่ำเสมอ
- ช่องว่างอากาศสม่ำเสมอ: แรงจากแท่งโรเตอร์ที่อยู่คนละด้านของโรเตอร์จะหักล้างกันเป็นส่วนใหญ่ ทำให้แอมพลิจูด RBPF ต่ำ
- โรเตอร์แบบเอ็กเซนตริก: ปฏิสัมพันธ์จะไม่สมมาตร การหักล้างลดลง และแอมพลิจูด RBPF จะเพิ่มขึ้น
- ค่าการวินิจฉัย: ความสูงของเส้น RBPF จึงเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงถึงความสม่ำเสมอของช่องว่างอากาศ.
3. ความสำคัญในการวินิจฉัย
สภาพปกติ
- มียอดของ RBPF ปรากฏอยู่ แต่มีขนาดเล็กมาก — มักต่ำกว่า 0.5 มิลลิเมตรต่อวินาที.
- อาจมองเห็นได้เพียงเล็กน้อยเหนือระดับเสียงรบกวน.
- ไม่มีแถบข้างขนาบอยู่.
- ลักษณะสัญญาณนี้ยืนยันถึงช่องว่างอากาศที่สม่ำเสมอและการร่วมศูนย์ระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์ที่ดี
สิ่งที่การยกระดับของ RBPF บอกคุณ
ความเบี่ยงเบนของช่องว่างอากาศ. โรเตอร์จะวางอยู่เยื้องศูนย์กลางในโพรงสเตเตอร์ ความถี่ RBPF จะเพิ่มขึ้น และอาจเห็นแบนด์ข้างที่ ±1× ความเร็วรอบปรากฏขึ้น รูปแบบนี้จะคล้ายคลึงกับวิธีการ ความถี่ผ่านขั้ว สูงขึ้นภายใต้ความขัดข้องแบบเดียวกัน
การไม่ตรงกันระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์. เมื่อแกนโรเตอร์ไม่ขนานกับแกนสเตเตอร์ ช่องว่างอากาศจะเปลี่ยนแปลงไปตามความยาวของมอเตอร์ ทำให้ RBPF และฮาร์มอนิกของมันถูกยกขึ้น.
แท่งโรเตอร์ที่หักหรือเสียหาย นี่เป็นลายเซ็นที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง: แท่งหักจะสร้าง sideband รอบ 1× ที่เว้นระยะตามความถี่ pole-pass แทนที่จะยกเส้น bar-pass ขึ้น ดู แท่งโรเตอร์หัก และ ข้อบกพร่องของแถบโรเตอร์ สำหรับรายละเอียดการวินิจฉัยทั้งหมด.
4. การบอกความแตกต่างของบาร์พาสจากความถี่อื่น ๆ
ความถี่ของ RBPF เทียบกับความถี่ของแบริ่ง
- RBPF: โดยทั่วไป 200–3000 Hz กำหนดโดยการออกแบบมอเตอร์
- ความถี่ของตลับลูกปืน: โดยทั่วไป 50–500 Hz สำหรับแบริ่งมอเตอร์.
- วิธีสังเกต: คำนวณทั้งสองค่าและเปรียบเทียบกับยอดที่สังเกตได้.
- ระวังการทับซ้อน: ในมอเตอร์ขนาดใหญ่ RBPF อาจตกอยู่ในช่วงเดียวกันกับ ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน, ดังนั้น โปรดยืนยันแหล่งที่มาของข้อมูลก่อนดำเนินการ.
RBPF เทียบกับความถี่ของช่องสเตเตอร์
- ช่องผ่านสเตเตอร์: จำนวนช่องสเตเตอร์ × ความเร็วในการทำงาน — แทบไม่มีความสำคัญ.
- RBPF: จำนวนของแท่งโรเตอร์ × ความเร็วในการทำงาน — พบได้บ่อยกว่า.
- อาจมีทั้งสองอย่าง: ในมอเตอร์บางรุ่น คุณจะเห็นแต่ละตัว และการแยกพวกมันออกจากกันขึ้นอยู่กับการรู้จำนวนแท่งและจำนวนช่อง.
5. การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
เมื่อใดควรเฝ้าระวัง RBPF
- เมื่อสงสัยว่ามีปัญหาช่องว่างอากาศ.
- หลังจากการเปลี่ยนตลับลูกปืน เพื่อตรวจสอบว่าโรเตอร์อยู่ตรงกลางอย่างถูกต้อง.
- เมื่อความถี่ไฟฟ้า 2× สูงขึ้น ซึ่งอาจเกิดร่วมกับความเยื้องศูนย์
- เมื่อกำหนดค่าอ้างอิง เส้นฐาน สำหรับมอเตอร์ใหม่หรือมอเตอร์ที่พันขดลวดใหม่.
- เพื่อตรวจสอบคุณภาพหลังการซ่อมมอเตอร์
ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับการวัด
- ช่วงความถี่ของเครื่องวิเคราะห์ต้องสูงกว่าสองเท่าของ RBPF อย่างสบาย (Fmax > 2 × RBPF) เพื่อจับมันโดยไม่ อาลิแอสซิง.
- หนึ่ง มาตรความเร่ง มักจำเป็นต้องใช้แทน เซ็นเซอร์วัดความเร็ว, เนื่องจากความถี่สูง.
- วัดบนโครงมอเตอร์หรือตัวเรือนตลับลูกปืน.
- เปรียบเทียบกับค่าพื้นฐานหรือกับมอเตอร์ที่สมบูรณ์คล้ายกันเสมอ
6. ตำแหน่งของ bar pass ในการวินิจฉัยมอเตอร์
มันช่วยในการแยกสัญญาณมอเตอร์-โรเตอร์ทั้งสองให้ชัดเจน เส้นผ่านบาร์แสดงถึงรูปทรงเรขาคณิตของช่องว่างอากาศ ส่วนบาร์ที่ขาดแสดงถึงความสมบูรณ์ทางไฟฟ้าของกรง ในทางปฏิบัติ ทั้งสองสามารถปรากฏพร้อมกันได้ ดังนั้นการตรวจสอบอย่างละเอียด ไฟฟ้าขัดข้อง การตรวจสอบการประเมินสำหรับแต่ละรายการ:
- ข้อบกพร่องของแท่งตัวนำโรเตอร์: sideband รอบความเร็วเดินเครื่อง 1× ที่เว้นระยะตามความถี่ pole-pass
- ปัญหา RBPF: แอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นที่เส้นผ่านแท่ง (แท่ง × ความเร็ว).
- พวกเขาสามารถอยู่ร่วมกันได้: ความเยื้องศูนย์และแท่งที่หักสามารถเกิดร่วมกันได้
- การวินิจฉัยอย่างครอบคลุม: ตรวจสอบทั้งสองรูปแบบเพื่อให้ภาพสมบูรณ์.
การวินิจฉัยด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงประเภทนี้เป็นครึ่งหนึ่งของการประเมินสุขภาพของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ส่วนอีกครึ่งหนึ่งคือโลกของกลไกความถี่ต่ำของ ความไม่สมดุล และ การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง. เครื่องมือแบบพกพาที่มีสองช่องสัญญาณ เช่น Balanset-1A ครอบคลุมด้านกลไกนั้น โดยบันทึกแอมพลิจูดและเฟส 1× ที่จำเป็นสำหรับการถ่วงสมดุลโรเตอร์ในตลับลูกปืนของมันเองและยืนยันผลลัพธ์ — เป็นส่วนเสริมตามธรรมชาติของการตรวจสอบมอเตอร์เชิงสเปกตรัมที่อธิบายไว้ที่นี่
ความถี่การผ่านแท่งของมอเตอร์ แม้จะไม่ได้มีการเฝ้าดูเป็นประจำเท่ากับความถี่ตลับลูกปืนหรือลักษณะสัญญาณของแท่งที่หัก แต่ก็มีคุณค่าในการวินิจฉัยจริงเกี่ยวกับความสม่ำเสมอของช่องว่างอากาศและการร่วมศูนย์ระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์ การรู้วิธีคำนวณและจดจำมันในสเปกตรัมช่วยเติมภาพการวินิจฉัยให้ครบถ้วนสำหรับการประเมินสภาพของมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก
