Endüksiyon Motorlarında Kayma Frekansının Anlaşılması
Tanım: Kayma Frekansı Nedir?
Kayma frekansı Bir endüksiyon motorunda senkron hız (dönen manyetik alanın hızı) ile gerçek rotor hızı arasındaki farktır ve Hz cinsinden ifade edilir. Manyetik alanın rotor iletkenlerinden ne kadar hızlı "kaydığını" ve motor torkunu oluşturan akımı ne kadar hızlı tetiklediğini gösterir. Kayma frekansı, endüksiyon motorunun çalışması için temeldir ve titreşimdeki yan bant aralığını ve akım imzalarını belirlediği için motor teşhisinde kritik öneme sahiptir. rotor çubuğu kusurları.
Normal yük altındaki motorlarda kayma frekansı genellikle 0,5-3 Hz aralığında olup, yükle birlikte artarak motor yükünün dolaylı bir ölçümünü sağlar. Kayma frekansını anlamak, motor yüklerini yorumlamak için önemlidir. titreşim spektrumları ve elektromanyetik arızaların teşhisi.
Endüksiyon Motorlarında Kayma Nasıl Çalışır?
Tümevarım İlkesi
Endüksiyon motorları elektromanyetik endüksiyonla çalışır:
- Stator sargıları senkron hızda dönen manyetik alan oluşturur
- Manyetik alan rotordan biraz daha hızlı döner
- Alan ve rotor çubukları arasındaki bağıl hareket, rotorda akıma neden olur
- Endüklenen akım rotor manyetik alanı oluşturur
- Stator ve rotor alanları arasındaki etkileşim tork üretir
- Önemli Nokta: Rotor senkron hıza ulaşırsa, bağıl hareket, indüksiyon ve tork olmaz
Kayma Neden Gereklidir
- Endüksiyonun gerçekleşmesi için rotorun senkron hızdan daha yavaş çalışması gerekir
- Kayma ne kadar fazlaysa, o kadar fazla akım oluşur ve daha fazla tork üretilir
- Yüksüz durumda: minimum kayma (~1%)
- Tam yükte: daha yüksek kayma (tipik olarak 3-5%)
- Kayma, motorun torku yüke göre otomatik olarak ayarlamasına olanak tanır
Kayma Frekansının Hesaplanması
Formül
- fs = (Nsync – Doğal) / 60
- fs = kayma frekansı (Hz)
- Nsync = senkron hız (RPM)
- Nactual = gerçek rotor hızı (RPM)
Kayma Yüzdesini Kullanarak Alternatif
- Kayma (%) = [(Nsync – Doğal) / Nsync] × 100
- fs = (Slip% × Nsync) / 6000
Örnekler
4 Kutuplu, 60 Hz Motor, Yüksüz
- Nsync = 1800 RPM
- Gerçek = 1795 RPM (hafif yük)
- fs = (1800 – 1795) / 60 = 0,083 Hz
- Kayma = 0.3%
Tam Yükte Aynı Motor
- Nsync = 1800 RPM
- Gerçek = 1750 RPM (nominal hız)
- fs = (1800 – 1750) / 60 = 0,833 Hz
- Kayma = 2.8%
2 Kutuplu, 50 Hz Motor
- Nsync = 3000 RPM
- Gerçek = 2950 RPM
- fs = (3000 – 2950) / 60 = 0,833 Hz
- Kayma = 1.7%
Titreşim Tanılamasında Kayma Frekansı
Rotor Çubuğu Kusurları İçin Yan Bant Aralığı
Kayma frekansının en önemli tanısal kullanımı:
- Model: ±fs, ±2fs, ±3fs hızlarında 1× çalışma hızı civarında yan bantlar
- Örnek: fs = 0,83 Hz ile 1750 RPM motor (29,2 Hz)
- Yan bantlar: 28,4 Hz, 29,2 Hz, 30,0 Hz, 27,5 Hz, 30,8 Hz vb.
- Tanı: Bu yan bantlar kırık veya çatlak rotor çubuklarını gösterir
- Genlik: Yan bant genliği, kırık çubukların sayısını ve şiddetini gösterir
Mevcut İmza Analizi
Motor akım spektrumlarında:
- Rotor çubuğu kusurları hat frekansı etrafında yan bantlar oluşturur
- Desen: fline ± 2fs (not: 2× kayma frekansı, 1× değil)
- 1 Hz kaymalı 60 Hz motor için: 58 Hz ve 62 Hz yan bantlar
- Titreşimden rotor çubuğu teşhisini doğrular
Yük Göstergesi Olarak Kayma
Kayma Yüke Göre Değişir
- Yüksüz: 0,2-1% kayma (tipik motorlar için 0,1-0,5 Hz)
- Yarım Yük: 1-2% kayması (0,5-1,0 Hz)
- Tam Yük: 2-5% kayması (1-2,5 Hz)
- Aşırı yük: > 5% kayması (> 2,5 Hz)
- Başlangıç: 100% kayma (kayma frekansı = hat frekansı)
Yüklemeyi Değerlendirmek İçin Fiş Kullanımı
- Gerçek motor hızını doğru bir şekilde ölçün
- Senkron hız farkından kaymayı hesaplayın
- Ad plakasındaki tam yük kayma değeriyle karşılaştırın
- Motor yükleme yüzdesini tahmin edin
- Doğrudan güç ölçümü mümkün olmadığında kullanışlıdır
Kaymayı Etkileyen Faktörler
Tasarım Faktörleri
- Rotor Direnci: Daha yüksek direnç = daha fazla kayma
- Motor Tasarım Dersi: NEMA tasarımı kayma özelliklerini etkiler
- Gerilim: Daha düşük voltaj, belirli yük için kaymayı artırır
Çalışma Koşulları
- Yük Torku: Kaymanın birincil belirleyicisi
- Besleme Gerilimi: Düşük voltaj kaymayı artırır
- Frekans Değişimi: Tedarik frekansı değişimleri kaymayı etkiler
- Sıcaklık: Rotor ısıtması direnci artırır ve kaymayı artırır
Motor Durumu
- Kırık rotor çubukları kaymayı artırır (daha az etkili tork üretimi)
- Stator sargısı sorunları kaymayı etkileyebilir
- Yatak sorunları sürtünmeyi artırır ve kaymayı hafifçe artırır
Ölçüm Yöntemleri
Doğrudan Hız Ölçümü
- Kullanım takometre veya gerçek RPM'yi ölçmek için flaş
- Senkron hızı motor etiketinden öğrenin (kutuplar ve frekans)
- Kaymayı hesapla: fs = (Nsync – Nactual) / 60
- En doğru yöntem
Titreşim Spektrumundan
- 1× koşu hızı zirvesini tam olarak belirleyin
- Koşu hızını 1× frekanstan hesaplayın
- Senkron hız farkından kaymayı belirleyin
- Yüksek çözünürlüklü FFT gerektirir
Yan Bant Aralığından
- Rotor çubuğu kusurluysa yan bantlar mevcut
- Yan bantlar arasındaki mesafeyi ölçün
- Aralık = kayma frekansı doğrudan
- Kullanışlı ancak kusurun mevcut olması gerekiyor
Pratik Tanı Kullanımı
Normal Kayma Değerleri
- Her motor için çeşitli yüklerde temel kaymayı belgelendirin
- Tipik tam yük kayması: 1-3% (isim plakasına bakın)
- Kayma > etiket değeri aşırı yük veya motor sorununa işaret ediyor olabilir
- Kayma Verilen yükte beklenen değerden düşük olması elektrik arızasına işaret edebilir
Anormal Kayma Göstergeleri
- Aşırı Kayma: Motor aşırı yüklenmiş, rotor çubukları kırılmış, rotor direnci yüksek
- Değişken Kayma: Yük dalgalanmaları, elektrik beslemesinde dengesizlik
- Yükte Düşük Kayma: Olası stator sorunu, voltaj sorunu
Kayma frekansı, asenkron motorların çalışması ve teşhisi için temel öneme sahiptir. Rotor çubuğu arıza tespiti için yan bant aralığı ve motor yükünün bir göstergesi olarak, kayma frekansı motor durumu değerlendirmesi için temel bilgiler sağlar. Doğru kayma frekansı tespiti, motor titreşiminin ve akım imzalarının doğru yorumlanmasını sağlayarak normal çalışmayı arıza durumlarından ayırır.