Hiểu về biểu đồ Nyquist (biểu đồ cực)

Định nghĩa: Biểu đồ Nyquist là gì?

A Biểu đồ Nyquist, cũng thường được gọi là âm mưu cực trong lĩnh vực phân tích rung động, là một đồ thị được sử dụng để hiển thị các đặc điểm thay đổi của vectơ rung động trên hệ tọa độ cực. Không giống như Biểu đồ Bode, biểu đồ này cho thấy biên độ và pha trên hai đồ thị Descartes riêng biệt, biểu đồ Nyquist kết hợp chúng thành một biểu đồ duy nhất.

• The khoảng cách từ gốc tọa độ (tâm) của đồ thị biểu diễn biên độ dao động.
• The góc xung quanh lô đất biểu thị góc pha của dao động.

Biểu đồ này theo dõi đường đi của đầu vectơ rung động 1X (đồng bộ) khi tốc độ của máy thay đổi, thường là trong quá trình khởi động hoặc tắt máy. Tốc độ thường được biểu thị bằng cách thay đổi màu sắc hoặc ký hiệu dọc theo đường biểu đồ.

Tại sao biểu đồ Nyquist lại quan trọng?

Biểu đồ Nyquist cung cấp một hình ảnh trực quan độc đáo và mạnh mẽ về phản ứng động của máy. Ứng dụng chính của nó, giống như biểu đồ Bode, là để xác định và phân tích các đặc tính của máy. tốc độ tới hạn (cộng hưởng).

Chỉ số cổ điển của tốc độ tới hạn trên biểu đồ Nyquist là vòng lặpKhi tốc độ của máy đạt đến tần số tự nhiên, biên độ dao động tăng lên, khiến đồ thị dịch chuyển ra xa gốc tọa độ. Khi tốc độ vượt qua tốc độ tới hạn, pha bị dịch chuyển 180 độ, khiến đầu vectơ quét xung quanh và tạo thành một vòng tròn hoặc một vòng lặp. Điểm có biên độ cực đại là đỉnh của vòng lặp, và tốc độ tới hạn nằm tại điểm dịch pha 90 độ trên vòng lặp.

Giải thích biểu đồ Nyquist

Hình dạng, kích thước và hướng của vòng lặp trên biểu đồ Nyquist có thể tiết lộ thông tin chi tiết về tình trạng hoạt động và các đặc tính động của rôto:

• Giảm chấn: Đường kính của vòng lặp tỷ lệ nghịch với độ giảm chấn trong hệ thống. Một vòng tròn lớn, được tạo hình tốt cho thấy độ giảm chấn thấp (khuếch đại cao), trong khi một vòng lặp nhỏ, khít cho thấy hệ thống được giảm chấn tốt.
• Tính dị hướng (Phân chia tới hạn): Nếu hệ thống rôto có độ cứng khác nhau theo phương ngang và phương thẳng đứng, sơ đồ có thể hiển thị hai vòng lặp chồng lên nhau riêng biệt, cho thấy rõ ràng "điểm tới hạn phân tách".
• Vị trí điểm nặng: Hướng của vòng lặp có thể giúp xác định vị trí điểm nặng (mất cân bằng) của rôto so với vạch tham chiếu pha trên trục.
• Thay đổi hệ thống: Việc so sánh biểu đồ Nyquist theo thời gian có thể tiết lộ những thay đổi về tình trạng của máy. Sự thay đổi về kích thước hoặc hình dạng của vòng lặp cho thấy sự thay đổi về độ giảm chấn hoặc độ cứng, có thể do các vấn đề như rôto bị nứt, nền móng bị lỏng hoặc thay đổi đặc tính ổ trục.
• Balancing: Biểu đồ này được sử dụng trong cân bằng rotor linh hoạt nâng cao. Bằng cách quan sát sự thay đổi trên biểu đồ sau khi thêm trọng lượng thử, nhà phân tích có thể xác định các hệ số ảnh hưởng cần thiết để tính toán giải pháp cân bằng chính xác.

Biểu đồ Nyquist so với Biểu đồ Bode

Biểu đồ Nyquist và Bode hiển thị cùng một dữ liệu (biên độ và pha so với tốc độ 1X) nhưng ở các định dạng khác nhau. Việc lựa chọn giữa chúng thường phụ thuộc vào sở thích của nhà phân tích và đặc điểm cụ thể mà họ muốn nhấn mạnh.

• Biểu đồ Bode: Tốt hơn để thấy rõ RPM chính xác của biên độ cực đại và điểm bắt đầu và kết thúc chính xác của độ lệch pha 180 độ. Trục tốc độ tuyến tính và dễ đọc.
• Biểu đồ Nyquist: Tốt hơn cho việc trực quan hóa đáp ứng động tổng thể trong một chế độ xem duy nhất. Nó vượt trội trong việc hiển thị lượng giảm chấn (kích thước vòng lặp) và xác định các điểm tới hạn phân tách (các vòng lặp chồng chéo) một cách trực quan hơn so với biểu đồ Bode.

Hầu hết các phần mềm phân tích rung động hiện đại đều có thể hiển thị cả hai loại biểu đồ và các nhà phân tích giàu kinh nghiệm thường sử dụng chúng cùng nhau để đưa ra chẩn đoán toàn diện.

← Quay lại Mục lục chính