Розуміння частоти проходу полюса
Визначення: Що таке частота проходу полюса?
Частота проходження полюса (ЧПП, яку також називають частотою проходження слотів у деяких контекстах) – це вібрація частота, що виникає в двигунах змінного струму, коли ротор проходить повз магнітні полюси статора. Вона розраховується як кількість полюсів статора, помножена на швидкість обертання ротора (КПП = Кількість полюсів × Обороти за хвилину / 60). Частота проходження полюсів створює електромагнітні сили, які викликають вібрацію та можуть значно посилюватися, коли двигун має ексцентриситет повітряного зазору або проблеми з вирівнюванням ротора та статора.
PPF має діагностичне значення, оскільки підвищена амплітуда на частоті проходження полюса та її бічні смуги вказує на електромагнітні проблеми, такі як ексцентричне положення ротора, неоднорідний повітряний зазор або динамічна взаємодія ротора і статора, допомагаючи відрізнити електромагнітні проблеми від суто механічних несправностей.
Розрахунок частоти проходження полюса
Базова формула
- ППФ = P × N / 60
- Де P = кількість полюсів
- N = фактична швидкість ротора (об/хв)
- Результат у Гц
Приклади
4-полюсний двигун при 1750 об/хв (живлення 60 Гц)
- PPF = 4 × 1750 / 60 = 116,7 Гц
- Ця частота з'явиться у спектрі коливань
- Діагностика ексцентриситету бічних смуг при швидкості ±1× (±29,2 Гц)
6-полюсний двигун при 970 об/хв (живлення 50 Гц)
- ЧПП = 6 × 970 / 60 = 97 Гц
- Близько до 2× частоти лінії (100 Гц), може перекриватися
- Може знадобитися ретельний спектральний аналіз для розрізнення
Фізичний механізм
Генерація електромагнітної сили
Розуміння причин виникнення ППФ:
- Обмотки статора створюють обертове магнітне поле із синхронною швидкістю
- Поле, організоване в магнітні полюси (матеріал NSNS)
- Ротор (що обертається трохи повільніше через ковзання) проходить повз ці полюси
- Кожен полюсний прохід створює магнітну силу на роторі
- З P-полюсами ротор відчуває імпульси P-сили за оберт
- Частота пульсацій сили = P × швидкість ротора = PPF
Рівномірний повітряний зазор (справний двигун)
- Ротор розташований по центру отвору статора
- Повітряний зазор рівномірний по всьому колу
- Магнітні сили збалансовані, взаємно компенсують одна одну
- Вібрація PPF дуже низької амплітуди
Ексцентричний повітряний зазор (несправний двигун)
- Ротор зміщений від центру через знос підшипника, вигин вала або виробничу помилку
- Повітряний зазор менший з одного боку, більший з протилежного
- Незбалансовані магнітні сили (сильніші там, де менший зазор)
- Чиста радіальна сила при PPF
- Амплітуда PPF підвищена та створює бічні смуги
Бічні смуги та діагностичні шаблони
Статичний ексцентриситет
Зміщений центр ротора, але нерухомий відносно статора:
- Візерунок: PPF з бічними смугами при швидкості ±1× бігу
- Приклад: PPF ± fr (де fr = швидкість ротора)
- Причина: Знос підшипника, погнутий вал, ротор ексцентричність
- Амплітуда: Амплітуда бічної смуги вказує на ступінь ексцентриситету
Динамічна ексцентричність
Центр ротора обертається (вирує) навколо центру статора:
- Візерунок: PPF зі складною структурою бічної смуги
- Причини: Тертя ротора об статор, ослаблення кріплення підшипника
- Більш серйозні: Вказує на динамічну взаємодію
Змішана ексцентриситет
- Поєднання статичного та динамічного
- Найчастіше зустрічається в реальних двигунах
- Складні шаблони бічних смуг
- Потрібен ретельний аналіз для інтерпретації
Діагностична інтерпретація
Низька амплітуда PPF (< 0,5 мм/с)
- Нормальний стан
- Рівномірний повітряний зазор
- Хороша концентричність ротора та статора
- Не потрібно коригувальних дій
Помірний ПФП (0,5-2,0 мм/с)
- Незначна неоднорідність повітряного зазору
- Монітор тренду
- Перевірте стан підшипника
- Перевірте положення ротора, якщо це можливо
- Не є критичним одразу, але заслуговує на увагу
Високий PPF (> 2,0 мм/с)
- Значна проблема ексцентриситету або повітряного зазору
- Присутні сильні бічні смуги
- Ризик контакту ротора та статора
- Збільшення електромагнітних сил, що прискорюють пошкодження
- План ремонту або заміни
Зв'язок з іншими частотами двигунів
Ієрархія частот у спектрах двигунів
- Швидкість бігу (1×): ~29 Гц для двигуна 1750 об/хв
- Частота ковзання: 1-3 Гц зазвичай
- Частота лінії: 50 або 60 Гц
- ППФ: P × робоча швидкість (наприклад, 117 Гц для 4-полюсного двигуна при 1750 об/хв)
- 2× Частота лінії: 100 або 120 Гц
- Пропуск на роторний бар: Кількість роторних роторів × швидкість руху
Методи корекції
Для механічної ексцентриситету
- Заміна зношених підшипників, відновлення належного центрування ротора
- Виправити погнутий вал або замінити ротор
- Перемонтуйте ротор, якщо було зроблено помилку при монтажі
- Перевірте вирівнювання торцевого розтрубка та затягування болтів
Для виробничої ексцентриситетності
- У важких випадках може знадобитися розточування ротора або статора
- Заміна двигуна, якщо це економічно виправдано
- Приймати, якщо вібрація в межах допустимих значень
- Документ як базовий для майбутнього порівняння
Для вирішення проблем з повітряним зазором
- Перевірте стан підшипника та замініть його, якщо він зношений
- Перевірте осьове положення ротора
- Перевірте наявність деформації рами або проблем з торцевим розтрубом
- Виміряйте фактичний повітряний зазор, якщо він є
Частота проходження полюсів – це специфічний для двигуна компонент вібрації, який надає цінну діагностичну інформацію про електромагнітну взаємодію ротора і статора та однорідність повітряного зазору. Розуміння розрахунку частоти проходження полюсів, розпізнавання його бічних смуг та інтерпретація амплітудних тенденцій дозволяє ефективно діагностувати електромагнітні проблеми двигуна та спрямовувати відповідні дії з технічного обслуговування.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 