ทำความเข้าใจกับพล็อตไนควิสต์ (พล็อตโพลาร์)
ก พล็อตเรื่องไนควิสต์ — มักเรียกกันทั่วไปว่า พล็อตขั้วโลก ในงานการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน — คือ กราฟที่แสดงเวกเตอร์การสั่นสะเทือนที่เปลี่ยนแปลงในระบบพิกัดเชิงขั้ว ต่างจาก พล็อตโบดซึ่งกระจาย แอมพลิจูด and เฟส ข้ามกราฟคาร์ทีเซียนสองแห่งแยกกัน แผนภาพ Nyquist พับทั้งสองเข้ามายังรูปภาพเดียว ระยะห่างจากต้นกำเนิดคือแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน และมุมรอบแผนภาพคือมุมเฟสของการสั่นสะเทือน ดังนั้นทุกจุดบนเส้นโค้งจึงเป็นเวกเตอร์การสั่นสะเทือนที่สมบูรณ์หนึ่งเวกเตอร์
1. คำจำกัดความ: แอมพลิจูดและเฟสในแผนภาพเดียว
แผนภาพติดตามเส้นทางที่เสี้ยวของเวกเตอร์การสั่นสะเทือน 1× (ซิงโครนัส) ลากสำหรับเมื่อความเร็วของเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง โดยทั่วไปผ่านการเริ่มต้นหรือปิดเครื่อง ความเร็วจะถูกทำเครื่องหมายไว้ตามเส้นโค้งด้วยการเปลี่ยนแปลงของสีหรือสัญลักษณ์ เพื่อให้ผู้วิเคราะห์สามารถอ่านได้ไม่เพียงขนาดและทิศทางของเวกเตอร์เท่านั้น แต่ยังรอบต่อนาทีที่จับแต่ละจุด
- ที่ ระยะห่างจากต้นกำเนิด (ศูนย์กลาง) แสดงถึงแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน — ยิ่งห่างไกลออกไป การตอบสนองก็ยิ่งใหญ่ขึ้น
- ที่ มุมรอบพล็อต represents the มุมเฟส ของการสั่นสะเทือนที่สัมพันธ์กับ เครื่องวัดรอบ reference.
เนื่องจากแกนทั้งสองอธิบายส่วนประกอบที่หมุนเพียงชิ้นเดียว แผนภาพ Nyquist จึงถูกอ่านว่าเป็นตำแหน่งของเวกเตอร์ แทนที่จะเป็นชุดของเส้นแนวโน้มสองเส้น และความกระชับนี้เองคือสิ่งที่ทำให้มันเปิดเผยมากเท่านั้นใกล้จุดสั่นพ้อง
2. ทำไมแผนภาพ Nyquist จึงมีความสำคัญ
แผนภาพ Nyquist ให้มุมมองที่กระชับเฉพาะตัวของการตอบสนองแบบไดนามิกของเครื่องจักร วัตถุประสงค์หลักของมันเช่นเดียวกับแผนภาพ Bode คือการระบุและวิเคราะห์ ความเร็ววิกฤต — บท การสั่นพ้อง ของระบบโรเตอร์-ตลับลูกปืน
ตัวบ่งชี้คลาสสิกของความเร็ววิกฤตบนกราฟ Nyquist คือ ลูปเมื่อความเร็วเข้าใกล้ ความถี่ธรรมชาติแอมพลิจูดจะเพิ่มขึ้นและเส้นโค้งเคลื่อนตัวออกจากจุดกำเนิด เมื่อความเร็วผ่านความเร็ววิกฤต เฟสจะเลื่อนไป 180 องศา โดยกวาดปลายเวกเตอร์ไปรอบ ๆ เพื่อสร้างวงกลมหรือลูป จุดสูงสุดของแอมพลิจูดอยู่ที่ด้านบนของลูป และความเร็ววิกฤตเองนั้นอยู่ที่จุดเลื่อนเฟส 90 องศาบนลูป ซึ่งเป็นจุดอ้างอิงที่ชัดเจนกว่ามากเมื่อเทียบกับความลาดเอียงเฟสทั่วไปบนแผนภาพ Bode
3. การตีความแผนภาพ Nyquist
รูปร่าง ขนาด และทิศทางของลูปมีข้อมูลการวินิจฉัยจำนวนมากเกี่ยวกับสุขภาพและคุณสมบัติแบบไดนามิกของโรเตอร์
- การลดแรงสั่นสะเทือน: เส้นผ่านศูนย์กลางของลูปมีความสัมพันธ์ผกผันกับระบบ การลดแรงสั่นสะเทือนวงกลมขนาดใหญ่ที่มีรูปแบบที่ดีระบุการหน่วงต่ำและการขยายสูง ลูปแคบและแคบบ่งบอกถึงระบบที่มีการหน่วงดี
- ความไม่เท่ากัน (ความเร็ววิกฤตแยก): หากระบบโรเตอร์มีความแข็งต่างกันในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง แผนภาพอาจแสดงลูปที่แยกหรือทับซ้อนกันสองลูป ซึ่งเป็น "ความเร็ววิกฤตแยก" ที่ชัดเจนซึ่งเกิดจาก ความแข็ง.
- ตำแหน่งของจุดหนัก: ทิศทางของลูปช่วยระบุตำแหน่งจุดหนักของโรเตอร์ ซึ่ง ความไม่สมดุล สัมพันธ์กับเครื่องหมายอ้างอิงเฟสบนเพลา ซึ่งระบุตำแหน่งที่ น้ำหนักการแก้ไข should go.
- การเปลี่ยนแปลงของระบบ: การเปรียบเทียบแผนภาพ Nyquist ตามช่วงเวลาเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสภาพเครื่องจักร การเปลี่ยนแปลงในขนาดหรือรูปร่างของลูปบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงในการหน่วงหรือความแข็ง ซึ่งอาจชี้ไปที่ โรเตอร์แตก, a loose พื้นฐานหรือลักษณะของตลับลูกปืนที่กำลังพัฒนา
- การปรับสมดุล: แผนภาพนี้ถูกใช้ในการ flexible-rotor การปรับสมดุล โดยสังเกตการเคลื่อนที่ของลูปหลังจากที่มี น้ำหนักทดลอง เพิ่มเข้าไป วิเคราะห์สามารถหาได้ ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล จำเป็นสำหรับคำนวณหาวิธีแก้ปรับสมดุล
4. การเก็บรวบรวมข้อมูลในสนาม
แผนภาพ Nyquist มีคุณค่าเพียงเท่ากับข้อมูลแอมพลิจูดและเฟสที่ซิงโครไนซ์อย่างแม่นยำเบื้องหลัง และข้อมูลนั้นขึ้นอยู่กับการอ้างอิงเฟสครั้งต่อครั้งต่อรอบการหมุนที่สะอาดในช่วงการกวาดความเร็ว ในสนาม เครื่องวิเคราะห์แบบพกพาแบบสองช่องเช่น บาลานเซ็ต-1A วัดแอมพลิจูด 1× และเฟสเทียบกับพัลส์ทาคโคมิเตอร์แบบออปติคัลในระหว่าง การเตรียมความพร้อม หรือ การลดความเร็วลงเรื่อย ๆโดยให้บันทึกเวกเตอร์เทียบกับความเร็วที่ใช้วาดแผนภาพขั้ว การวัดแอมพลิจูดและเฟสเดียวกันนี้เป็นพื้นฐาน การปรับสมดุลของสนามดังนั้นเครื่องมือหนึ่งเครื่องจึงทั้งวัดลักษณะของการสั่นพ้องและแก้ไขความไม่สมดุลที่กระตุ้นมัน เพื่อตรวจสอบว่าเส้นลำดับจะข้ามความถี่ธรรมชาติในช่วงการทำงานจริงหรือไม่ วิเคราะห์สามารถร่างการรบกวนก่อนด้วย Campbell diagram calculator.
5. แผนภาพ Nyquist เทียบกับแผนภาพ Bode
แผนภาพ Nyquist และ Bode แสดงข้อมูลเดียวกันทุกประการ — แอมพลิจูด 1× และเฟสเทียบกับความเร็ว — ในรูปแบบที่แตกต่างกัน และการเลือกระหว่างทั้งสองมักจะขึ้นอยู่กับความชอบของวิเคราะห์และลักษณะที่เน้น
- Bode plot: ดีกว่าสำหรับการอ่าน RPM ที่แม่นยำของแอมพลิจูดสูงสุดและจุดเริ่มต้นและสิ้นสุดที่แม่นยำของการเปลี่ยนแปลงเฟส 180 องศา เพราะแกนความเร็วของมันเป็นแบบเชิงเส้นและง่ายต่อการปรับขนาด
- Nyquist plot: ดีกว่าสำหรับการรับรู้การตอบสนองแบบไดนามิกโดยรวมในครั้งเดียว มันโดดเด่นในการแสดงปริมาณการหน่วงผ่านขนาดของลูปและการเปิดเผยจุดวิกฤตแบบแยกเป็นลูปที่ทับซ้อนกัน ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ใช้ได้มากกว่าแผนภาพ Bode
การแสดงผลที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดคือ วงโคจรเพลาซึ่งแสดงการเคลื่อนไหวในระนาบตลับลูกปืนมากกว่าเวกเตอร์เดียวเทียบกับความเร็ว Balanset ส่วนใหญ่ เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน สามารถวาดทั้งสามแบบได้ และวิเคราะห์ผู้มีประสบการณ์ใช้มันร่วมกันเพื่อการ พลศาสตร์ของโรเตอร์ diagnosis.
