Пример определения основных установок анализатора для диагностирования электромагнитной системы асинхронных двигателей

Критерий определения верхней граничной частоты двух автоспектров вибрации корпуса асинхронного двигателя, измеренных в радиальном и в тангенциальном направлениях, определяется выражением:

f_гр 2f_Zn+ 4f₁, но f_гр > 800 Г ц.

 

Для третьего спектра, измеренного в радиальном направлении в режиме «Zoom»,

имеем:

f_гр= 2f_rt

Верхняя граничная частота первых двух автоспектров см.пример п. 2.8

f_гр = 2f_Zrt+4f₁=2·735,56 + 4·50 = 1671, 12Гц.

 

Условие f > 800 Л/ выполняется. Выбираем из ряда используемых в анализаторе значений ближайшее в сторону увеличения, т.е. f =3200 Гц.

При выборе количества частотных полос в первых двух автоспектрах необходимо выполнение условия, чтобы первая гармоника частоты вращения асинхронного двигателя попала не менее чем в восьмую частотную полосу. Это условие позволяет определить ширину одной частотной полосы для первых двух спектров:

Δf = f_rt / 8 = 9,94 Гц / 8 = 1 ,24 Гц.

Тогда количество частотных полос для первого и второго автоспектров равно „ n = f_гр/ Δf= 3200 /1,24 = 2058,65.

Количество частотных полос превышает максимально возможное для анализатора СД-11 (СД-12 и СД-21). Поэтому необходимо измерять два спектра.

Первый из них, более высокочастотный, должен иметь наибольшую граничную частоту, а именно, f, = 3200 Гц и максимально доступное разрешение по частоте Д/^х > которое можно определить при условии максимального количества

частотных полос анализатора, а именно, п / = 1600

Δf_{1(max доступное)}=f_гр/n₁=3200/1600=2Гц

Второй, низкочастотный спектр должен иметь максимальное частотное разрешение, которое в таких случаях увеличивается с 8 линий на частоту вращения до 12 линий, т.е. в полтора раза.

Δf_2(max)=f_rt/12=9,94Гц/12=0,83Гц

Тогда верхняя граничная частота второго автоспектра определяется следующим образом

F_гр2=Δf·n_2(max)=0,83·1600=1328Гц

В данном случае для более достоверной идентификации гармонических составляющих во втором спектре выбираем из ряда принятых в анализаторе значений /,_р наиболее близкое в сторону уменьшения, а именно, /_{гр 2} = 800Гг/.

Тогда уточненное значение Δ f₂ равно

 

Δf₂=f_гр2/ n₂=800/1600 = 0,5Гц

 

Как правило, граничная частота второго спектра должна удовлетворять еще и требованиям, предъявляемым к диагностике подшипников.

Для третьего автоспектра, измеренного в радиальном направлении в режиме «Zoom», имеем:

f_гр = 2f_rt =2·9,94 = 19,88Гц.

Выбираем из ряда используемых в анализаторе значений ближайшее в сторону увеличения, т.е. f_гр =25 Гц.

По этому автоспектру вибрации асинхронного двигателя определяют дефекты обмотки ротора (беличьей клетки), для чего необходимо идентифицировать боковые на двойную частоту скольжения составляющие вибрации на частоте вращения ротора.

Скольжение ротора рассчитывается по формуле

S=

Где f₁ - частота питающего напряжения, р - число пар полюсов.

Для данного асинхронного двигателя = 50 Гц, р = 5 и /_г, = 9,94 Гц, тогда

S= = = 0,006

Двойная частота скольжения равна

2f₁s = 2·50· 0,006 = 0, 6Гц

Для достоверной идентификации боковых на двойную частоту скольжения составляющих между ними должно быть минимум 3,6 частотных полос, тогда частотное разрешение в автоспектре, измеренного в режиме «ZOOM», должно быть равным или меньше следующего значения

Δf = 2f₁s / 3,6 = 0,6 / 3,6 = 0,17 Гц

В этом случае количество частотных полос для третьего автоспектра можно определить как

n = f_ep/Δf = 25/0,17 = 145,06.

Выбираем ближайшее в сторону увеличения значение количества используемых в анализаторе частотных полос, а именно, п = 400.

Тогда уточненное значение А/ для автоспектра, измеренного в режиме «ZOOM»,

равно

Af = f_гp/n= 25/400 = 0,0625 Гц

Примечание: три автоспектра с разными установками требуются только при измерении в радиальном направлении. В тангенциальном направлении достаточно измерения одного автоспектра с максимальной верхней граничной частотой.

Таким образом, необходимые установки анализатора для диагностики электромагнитной системы данного асинхронного двигателя следующие:

• для первого автоспектра, измеренного в радиальном направлении

f_гр1, = 3200 Гц, n₁ = 1600, Δ f_x = 2 Гц.

• для второго автоспектра, измеренного в радиальном направлении

f_гр1, = 800 Гц, n₁ = 1600, Δ f_x = 0,5 Гц

для третьего автоспектра, измеренного в тангенциальном направлении /_гр f_гр2, = 3200 Гц, n₂ = 1600, Δ f₂ = 2 Гц.

для автоспектра, измеренного в радиальном направлении в режиме «ZOOM» f_гр3 = 25 Гц, n₃ = 400, Δ f₁ = 0,0625 Гц.

Приложение 1

Таблица 1 – Каталог подшипников

Обозначение подшипника	dВ, мм	dН, мм	dТК, мм	α, град.	z, ед.
			31.75	-
			19.844	-
				-
				-
				-
			29,5	-
				-
			35,5	-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
				-
			13,85	12-16
			20,76	12-16
			25,83	12-16
			27,14	12-16
			32,87	12-16
			31,95	10-18
			42,8	10-18
			16,32	10-18
77/520				-
			23,812	-
			23,812	-
			25,4	-
			19.5	-
				-
				-
				-
				-
				-
			17,06	10-18
			17,4	-
			44,45	-
			44,45	-
				-
				10-18
			33,66	13-17
			26,67	-
			26,67	-