Hiểu về Holospectrum
Định nghĩa: Holospectrum là gì?
Toàn phổ (còn gọi là phổ đầy đủ) là một kỹ thuật phân tích tần số tiên tiến trong động lực học rôto xử lý X và Y đồng thời (ngang và dọc) rung động các phép đo để phân tách chuyển động của trục thành các thành phần tiến động về phía trước (quay cùng hướng với chuyển động quay) và các thành phần tiến động về phía sau (quay ngược hướng với chuyển động quay). Không giống như thông thường quang phổ chỉ hiển thị biên độ rung động, holospectrum hiển thị cả tần số dương (hướng tới) và tần số âm (hướng ngược), cung cấp thông tin đầy đủ về hướng chuyển động quỹ đạo của rô-to, rất quan trọng để chẩn đoán tình trạng bất ổn, xác định rung động cưỡng bức so với rung động tự kích thích và mô tả đặc điểm hành vi động của rô-to.
Holospectrum chủ yếu được sử dụng với đầu dò tiệm cận Các phép đo (cặp XY) trên hệ thống máy móc tua-bin quan trọng, phát hiện những hiện tượng không thể nhìn thấy trong phổ đơn trục tiêu chuẩn. Đây là công cụ chẩn đoán chuyên nghiệp dành cho các chuyên gia động lực học rô-to, giúp xử lý các sự cố rung động phức tạp trong tua-bin, máy nén và máy phát điện.
Cơ sở lý thuyết
Tiến động tiến và lùi
- Tiến động tiến tới: Quỹ đạo tâm trục cùng hướng với hướng quay của trục (phổ biến nhất)
- Tiến động lùi: Quỹ đạo trục ngược với hướng quay (chỉ ra các vấn đề cụ thể)
- Ý nghĩa: Hướng chỉ ra cơ chế kích thích và loại lỗi
Giới hạn phổ chuẩn
- FFT trục đơn không thể phân biệt được tiến và lùi
- Cả hai đều xuất hiện như thành phần tần số giống nhau
- Thông tin hướng bị mất
- Sự mơ hồ trong cách diễn giải
Giải pháp Holospectrum
- Xử lý các phép đo XY cùng nhau
- Phân tách các thành phần định hướng về mặt toán học
- Tiến lên: tần số dương
- Ngược lại: tần số âm
- Đặc tính chuyển động hoàn chỉnh của rôto
Ứng dụng và Chẩn đoán
Chẩn đoán mất ổn định
- Dầu xoáy/Đánh: Xuất hiện ở tần số âm (ban đầu là tiến động ngược)
- Xoáy hơi nước: Thành phần ngược không đồng bộ
- Nhận dạng: Holospectrum ngay lập tức xác định sự bất ổn so với mất cân bằng
Rung động cưỡng bức so với rung động tự kích thích
- Mất cân bằng (Bắt buộc): Thành phần mạnh về phía trước ở mức 1×, thành phần tối thiểu về phía sau
- Sự bất ổn (tự kích thích): Thành phần lạc hậu đáng kể
- Sự khác biệt: Rõ ràng trong toàn phổ, mơ hồ trong quang phổ chuẩn
Phát hiện ma sát rotor
- Sự cọ xát thường tạo ra các thành phần ngược
- Lực ma sát thúc đẩy sự tiến động ngược
- Holospectrum cho thấy chuyển động ngược liên quan đến lực cọ xát
Hiệu ứng con quay hồi chuyển
- Chế độ xoáy tiến và lùi tách biệt ở các tần số khác nhau
- Holospectrum hiển thị rõ ràng cả hai chế độ
- Xác thực các mô hình động lực học của rôto
Yêu cầu dữ liệu
Cặp đo lường XY
- Cần hai phép đo rung động vuông góc
- Thông thường từ cặp đầu dò tiệm cận XY
- Phải cách nhau 90° về mặt không gian
- Lấy mẫu đồng bộ là điều cần thiết
Pha tương đối
- Mối quan hệ vuông góc giữa X và Y cho phép xác định hướng
- X dẫn Y 90° → về phía trước
- X chậm hơn Y 90° → lùi lại
- Độ chính xác pha quan trọng
Diễn giải
Màn hình Holospectrum
- Trục ngang: Tần số (dương cho tiến, âm cho lùi)
- Trục dọc: Biên độ
- Tâm số không: Tần số bằng không ở trung tâm của biểu đồ
- Phía bên phải: Các thành phần tiến động về phía trước (+1×, +2×, v.v.)
- Phía bên trái: Các thành phần tiến động ngược (-1×, -2×, v.v.)
Các mẫu điển hình
Rotor khỏe mạnh
- Thành phần chuyển tiếp lớn ở +1× (mất cân bằng)
- Thành phần nhỏ hoặc không có thành phần lạc hậu
- Biểu thị rung động cưỡng bức bình thường
Dầu xoáy
- Thành phần quan trọng ở tần số phụ đồng bộ âm
- Ví dụ: -0,45× (lùi lại ở tốc độ rôto 45%)
- Chẩn đoán tình trạng mất ổn định do ổ trục gây ra
Sự không thẳng hàng
- Thành phần chuyển tiếp +2× mạnh
- Tối thiểu lạc hậu
- Xác nhận rung động cưỡng bức từ sự sai lệch
Thuận lợi
Độ rõ nét của chẩn đoán
- Phân biệt ngay lập tức sự bất ổn định với sự mất cân bằng
- Xác định điều kiện ma sát của rôto
- Đặc trưng cho chuyển động phức tạp của rôto
- Giảm sự mơ hồ trong chẩn đoán
Sự hoàn thiện
- Thông tin đầy đủ về chuyển động quỹ đạo
- Không mất thông tin (so với phân tích trục đơn)
- Hình ảnh động lực học rotor hoàn chỉnh
Hạn chế
Yêu cầu phép đo XY
- Không áp dụng cho dữ liệu trục đơn
- Yêu cầu cặp đầu dò tiệm cận hoặc máy đo gia tốc đồng bộ
- Thiết bị đo lường đắt tiền hơn
Độ phức tạp
- Phức tạp hơn phổ chuẩn
- Yêu cầu hiểu biết về các khái niệm tiến động
- Phiên dịch cần có chuyên môn
- Không phải là kỹ thuật phân tích thông thường
Ứng dụng có giới hạn
- Chủ yếu dành cho các vấn đề về động lực học của rôto
- Ít hữu ích hơn cho các khuyết tật ổ trục, bánh răng
- Công cụ chuyên dụng, không phải mục đích chung
Khi nào nên sử dụng Holospectrum
Các trường hợp thích hợp
- Nghi ngờ rotor mất ổn định
- Nghiên cứu rung động dưới đồng bộ
- Chẩn đoán cọ xát
- Khắc phục sự cố máy móc tuabin quan trọng
- Xác thực động lực học rôto
Không cần thiết cho
- Mất cân bằng hoặc lệch trục thường xuyên
- Phân tích khuyết tật ổ trục
- Đo lường trục đơn
- Khảo sát máy móc chung
Phân tích phổ toàn phổ (holospectrum) là một kỹ thuật chẩn đoán động lực học rotor tiên tiến, cung cấp khả năng mô tả chuyển động quỹ đạo hoàn chỉnh bằng cách tách các thành phần tiến động tới và lùi. Mặc dù đòi hỏi các phép đo XY chuyên biệt và chuyên môn cao, phổ toàn phổ mang lại những thông tin chẩn đoán độc đáo - đặc biệt là đối với các bất ổn định và ma sát - mà phân tích phổ đơn trục thông thường không thể đạt được, khiến nó trở thành một công cụ thiết yếu để phân tích chuyên sâu các vấn đề động lực học rotor phức tạp trong các máy móc tuabin quan trọng.