Как рассчитать частоту резонанса напряжения электродвигателя?

Резонанс токов: применение, принцип резонса тока, расчет контура

Знание физики и теории этой науки напрямую связано с ведением домашнего хозяйства, ремонтом, строительство и машиностроением. Предлагаем рассмотреть, что такое резонанс токов и напряжений в последовательном контуре RLC, какое основное условие его образования, а также расчет.

Что такое резонанс?

Определение явления по ТОЭ: электрический резонанс происходит в электрической цепи при определенной резонансной частоте, когда некоторые части сопротивлений или проводимостей элементов схемы компенсируют друг друга. В некоторых схемах это происходит, когда импеданс между входом и выходом схемы почти равен нулю, и функция передачи сигнала близка к единице. При этом очень важна добротность данного контура.

Соединение двух ветвей при резонансе

Признаки резонанса:

1. Составляющие реактивных ветвей тока равны между собой IPC = IPL, противофаза образовывается только при равенстве чистой активной энергии на входе;
2. Ток в отдельных ветках, превышает весь ток определенной цепи, при этом ветви совпадают по фазе.

Иными словами, резонанс в цепи переменного тока подразумевает специальную частоту, и определяется значениями сопротивления, емкости и индуктивности. Существует два типа резонанса токов:

1. Последовательный;
2. Параллельный.

Для последовательного резонанса условие является простым и характеризуется минимальным сопротивлением и нулевой фазе, он используется в реактивных схемах, также его применяет разветвленная цепь.

Параллельный резонанс или понятие RLC-контура происходит, когда индуктивные и емкостные данные равны по величине, но компенсируют друг друга, так как они находятся под углом 180 градусов друг от друга. Это соединение должно быть постоянно равным указанной величине. Он получил более широкое практическое применение.

Резкий минимум импеданса, который ему свойствен, является полезным для многих электрических бытовых приборов. Резкость минимума зависит от величины сопротивления.

Схема образует гармонический осциллятор для тока. Любое колебание индуцированного в цепи тока, затухает с течением времени, если движение направленных частиц, прекращается источником. Этот эффект резистора называется затуханием. Наличие сопротивления также уменьшает пиковую резонансную частоту.

Некоторые сопротивление являются неизбежными в реальных схемах, даже если резистор не включен в схему.

Применение

Практически вся силовая электротехника использует именно такой колебательный контур, скажем, силовой трансформатор. Также схема необходима для настройки работы телевизора, емкостного генератора, сварочного аппарата, радиоприемника, её применяет технология «согласование» антенн телевещания, где нужно выбрать узкий диапазон частот некоторых используемых волн. Схема RLC может быть использована в качестве полосового, режекторного фильтра, для датчиков для распределения нижних или верхних частот.

Резонанс даже использует эстетическая медицина (микротоковая терапия), и биорезонансная диагностика.

Принцип резонанса токов

Мы можем сделать резонансную или колебательную схему в собственной частоте, скажем, для питания конденсатора, как демонстрирует следующая диаграмма:

Схема для питания конденсатора

Переключатель будет отвечать за направление колебаний.

Схема: переключатель резонансной схемы

Конденсатор сохраняет весь ток в тот момент, когда время = 0. Колебания в цепи измеряются при помощи амперметров.

Схема: ток в резонансной схеме равен нулю

Направленные частицы перемещаются в правую сторону. Катушка индуктивности принимает ток из конденсатора.

Когда полярность схемы приобретает первоначальный вид, ток снова возвращается в теплообменный аппарат.

Теперь направленная энергия снова переходит в конденсатор, и круг повторяется опять.

В реальных схемах смешанной цепи всегда есть некоторое сопротивление, которое заставляет амплитуду направленных частиц расти меньше с каждым кругом. После нескольких смен полярности пластин, ток снижается до 0. Данный процесс называется синусоидальным затухающим волновым сигналом. Как быстро происходит этот процесс, зависит от сопротивления в цепи. Но при этом сопротивление не изменяет частоту синусоидальной волны. Если сопротивление достаточно высокой, ток не будет колебаться вообще.

Обозначение переменного тока означает, что выходя из блока питания, энергия колеблется с определенной частотой. Увеличение сопротивления способствует к снижению максимального размера текущей амплитуды, но это не приводит к изменению частоты резонанса (резонансной). Зато может образоваться вихретоковый процесс. После его возникновения в сетях возможны перебои.

Расчет резонансного контура

Нужно отметить, что это явление требует весьма тщательного расчета, особенно, если используется параллельное соединение. Для того чтобы в технике не возникали помехи, нужно использовать различные формулы. Они же Вам пригодятся для решения любой задачи по физике из соответствующего раздела.

Очень важно знать, значение мощности в цепи. Средняя мощность, рассеиваемая в резонансном контуре, может быть выражена в терминах среднеквадратичного напряжения и тока следующим образом:

R ср= I2конт * R = (V2конт / Z2) * R.

При этом, помните, что коэффициент мощности при резонансе равен cos φ = 1

Сама же формула резонанса имеет следующий вид:

ω0 = 1 / √L*C

Нулевой импеданс в резонансе определяется при помощи такой формулы:

Fрез = 1 / 2π √L*C

Резонансная частота колебаний может быть аппроксимирована следующим образом:

F = 1/2 р (LC) 0.5

Где: F = частота

L = индуктивность

C = емкость

Как правило, схема не будет колебаться, если сопротивление (R) не является достаточно низким, чтобы удовлетворять следующим требованиям:

R = 2 (L / C) 0.5

Источник: https://www.asutpp.ru/rezonans-peremennogo-elektricheskogo-toka.html

Задача 2. Исследование резонансных режимов

Длясхемы, приведенной на рис. 2.1, номеркоторой задан табл. 2.1, требуется:

1.Определить резонансную частоту;

2.При резонансной частоте рассчитать токи ветвей и построитьвекторную диаграмму токов и напряжений;

3.Рассчитать частотные характеристики.Построить зависимости модулей иаргументов входного сопротивления исопротивления параллельного участкаи,токов ветвей от частоты,проанализировать их и сделатьсоответствующие выводы.

4.Построить векторные диаграммы токов инапряжений при частоте и.

Параметрыцепи приведены в табл. 2.1.

Параметры заданной цепи

Таблица2.2

Вариант	1
Входное напряжение	300	В
Активное сопротивление	20	Ом
Активное сопротивление	12	Ом
Индуктивность	20	мГн
Емкость конденсатора	10	мкФ
Номер схемы	3	Ом

1. Определение резонансной частоты

Врезонансном режиме входной ток цепи,содержащей индуктивность и емкость,должен совпадать по фазе с входнымнапряжением. Для этого комплексноевходное сопротивление цепи должно бытьчистовещественной величиной

; .

Длязаданной схемы 3 условие резонанса можноупростить и сформулировать следующимобразом: реактивные проводимостипараллельных ветвей должны быть равны

,

где ;

Изприведенных уравнений следует

.

Переводчастоты из рад/cв градусы осуществляется по формуле

.

Результатырасчетов сведены в табл. 2.3.

Таблица2.3

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Число	3.142	3.142
Индуктивность	0.02	Гн
Емкость конденсатора	0.00001	Ф
Резонансная частота	2154.07	1/c
Резонансная частота	342.83	Гц

2. Расчет токов ветвей и построение векторной диаграммы токов и напряжений при резонансной частоте

Индуктивноеи емкостное сопротивление определяемпо формулам

;.

Комплексныесопротивления ветвей

;( ;;);

;(;);

;(;);

Реактивныесопротивления ветвей

;;

Результатырасчетов сведем в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Активное сопротивление 1 ветви	20	Ом
Реактивное сопротивление 1 ветви	0.00	Ом
Полное сопротивление (модуль) 1 ветви	20.000	Ом
Аргумент сопротивления 1 ветви	0.000	рад
Активное сопротивление 2 ветви	12	Ом
Реактивное сопротивление 2 ветви	43.08	Ом
Полное сопротивление (модуль) 2 ветви	44.72	Ом
Аргумент сопротивления 2 ветви	1.30	рад
Активное сопротвление 3 ветви		Ом
Реактное сопротивление 3 ветви	-46.42	Ом
Полное сопротивление (модуль) 3 ветви	46.42	Ом
Аргумент сопротивления 3 ветви	-1.571	рад

Сопротивлениепараллельного участка

,

где ;;;;;;.

Результатырасчетов сведем в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Модуль числителя	2076.14	Ом
Аргумент числителя	-0.27	рад
Модуль знаменателя	12.46	Ом
Аргумент знаменателя	-0.27	рад
Модуль сопротивления параллельного участка	166.67	Ом
Аргумент сопротивления параллельного участка	0.00	рад
Активное сопротивление параллельного участка	166.67	Ом
Реактивное сопротивление параллельного участка	0.00	Ом

Входноесопротивление

где;.

Результатырасчетов сведем в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Активное входное сопротивление	186.67	Ом
Реактивное входное сопротивление	0.00	Ом
Модуль входного сопротивления	186.67	Ом
Аргумент входного сопротивления	0.00	рад

Входнойток

,

где;;..

Результатырасчетов сведем в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Модуль входного тока	186.67	Ом
Аргумент входного тока	0.00	Ом
Вещественная составляющая входного тока	186.67	Ом
Мнимая составляющая входного тока	0.00	рад

Напряжениепараллельного участка

где;;..

Результатырасчетов сведем в табл. 2.8

Таблица 2.8

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Модуль напряжения параллельного участка	267.857	В
Аргумент напряжения параллельного участка	0.000	рад
Вещественная составляющая напряжения параллельного участка	267.857	В
Мнимая составляющая напряжения параллельного участка	0.000	В

Проверкарасчетов по определению напряженияпараллельного участка

Результатырасчетов сведем в табл. 2.9

Таблица 2.9

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Модуль напряжения на участке 1	32.143	В
Аргумент напряжения на участке 1	0.000	рад
Вещественная составляющая напряжения на участке 1	32.143	В
Мнимая составляющая напряжения на участке 1	0.000	В
Вещественная составляющая напряжения параллельного участка	267.857	В
Мнимая составляющая напряжения параллельного участка	0.000	В

Сравниваяполученные результаты по определениюи,,,(табл.2.8 и 2.9) делаем вывод, что расчеты поопределению ипроведеныбезошибок.

Токииопределяются уравнениями

;

;

где;;;;;.

Результатырасчетов сведем в табл. 2.10

Таблица 2.10

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Модуль тока 2 ветви	5.989	А
Аргумент тока 2 ветви	-1.299	рад
Вещественная составляющая тока 2 ветви	1.607	А
Мнимая составляющая тока 2 ветви	-5.770	А
Модуль тока 3 ветви	5.770	А
Аргумент тока 3 ветви	1.571	рад
Вещественная составляющая тока 3 ветви	0.000	А
Мнимая составляющая тока 3 ветви	5.770	А

Дляпроверки расчетов по определению токов инайдем активную и реактивную составляющиетокапо уравнения

;

Результатырасчетов сводим в табл. 2.11

Таблица 2.11

Обозначение	Значения	Ед. изм.
Вещественная составляющая тока I1	1.607	А
Мнимая составляющая тока I1	0.000	А

Сравниваяполученные результаты по определениювходного тока (табл.2.7 и 2.11) делаем вывод, что расчеты поопределению ипроведеныбез ошибок.

Построениевекторной диаграммы начнем с тока (рис.2.2). Следующим этапом является построениенапряжения параллельного участка. Дляэтого из начала вектора токаоткладываем вектор падения напряженияна сопротивлении,совпадающий по направлению с током.далее к концу векторапристраиваем векторпо направлению, перпендикулярном токув сторону опережения (против часовойстрелки). Соединяем начало вектораи конец вектораи получаем вектор напряжения параллельногоучастка(рис. 2.2).

Следующимэтапом является построение векторов и.Для этого к концу вектора токапристраиваем вектор тока,опережающий нанапряжение.Соединяем начало векторас концом вектораи получаем вектор тока.В резонансном режиме (схема 3) вектортокадолжен совпадать с вектором.

Рис.2.2. Векторная диаграмма токов и напряженийв резонансном режиме

Источник: https://StudFiles.net/preview/1746699/page:5/

Резонанс токов – обзор понятия и методики расчета

Резонанс токов, хорошо известный как естественный токовый «параллельный резонанс» — процесс или явление, которое протекает в условиях параллельного типа колебательного контура и наличия напряжения.

В данном случае частота источника напряжения должна иметь совпадение с аналогичными резонансными показателями контура.

Применение токового резонанса

Основная область активного применения широко востребованных резонансных токов сегодня представлена:

• некоторыми видами фильтрующих систем, в которых току с определенными частотными параметрами оказываются значительные показатели сопротивления;
• радиотехникой в виде приемников, выделяющих сигналы, предназначенные для конкретных точек радиостанций. Оказание значительного сопротивления току сопровождается снижением показателей контурного напряжения при максимальной частоте;
• асинхронного типа двигателями, в особенности функционирующими в условиях неполной нагрузки;
• установками высокоточной электрической сварки;
• колебательными контурами внутри узлов генераторов электронного типа;
• приборами, отличающимися высокочастотной закалкой;
• снижением показателей генераторной нагрузки. При таких условиях в приемном трансформаторе с первичной обмоткой делается колебательный контур.

Схема цепи

Особенно часто колебательные контуры или токовые резонансы применяются в производстве современного промышленного индукционного котлового оборудования, что позволяет в значительной степени улучшить стартовые показатели коэффициента полезного действия.

Стандартные колебательные контуры, функционирующие в условиях режима токового резонанса, массово применяются в качестве одного из наиболее важных узлов в современных электронных генераторах.

Резонанс токов в цепи с переменным током

Протекание тока внутри электрической цепи с последовательным, параллельным или смешанным типом соединения элементов, вызывает получение различных режимов функционирования.

Таким образом, резонанс электрической цепи является режимом участка, который содержит элементы индуктивного и емкостного типа, а угол фазового сдвига между токовыми величинами и показателями напряжения нулевые.

В соединяемых параллельным способом конденсаторе и катушечной части наблюдается равное реактивное сопротивление, чем обусловлен резонанс.

Также должен учитываться тот факт, что для катушечной части и конденсатора характерно полное отсутствие активного сопротивления, а равенство реактивного сопротивления делает нулевыми общие токовые показатели внутри неразветвленной части электрической цепи и большие величины тока в ветвях.

В условиях параллельного соединения индуктивной катушки и конденсатора получается колебательный контур, который отличается наличием создающего колебания генератора, не подключенного в контур, что делает систему замкнутой.

Явление, сопровождающееся резким уменьшением амплитуды силы токовых величин внешней цепи, которая используется для питания параллельно включенного конденсатора и обычной индуктивной катушки в условиях приближения частоты приложенного напряжения к частоте резонанса, носит название токового или параллельного резонанса.

Заключение

Резонанс токовых величин в физике — это естественное явление, сопровождающееся резким возрастанием амплитуды колебания внутри системы, что обусловлено совпадением показателей собственных и внешних возмущающих частот.

Подобный вариант явлений характеризует электрические схемы с наличием элементов, представленных нагрузками активного, индуктивного и емкостного типа. Таким образом, токовый резонанс — один из наиважнейших параметров, широко используемых в настоящее время в целом ряде современных отраслей, включая промышленное электрическое снабжение и радиосвязь.

Источник: https://proprovoda.ru/provodka/rezonans-tokov.html

Как определить резонанс роторной машины?

Вы можете почитать другие статьи блога, воспользовавшись Картой Сайта.

Хотите получать новые статьи прямо на Ваш почтовый ящик? 

Введите свой E-mail: *

Добрый день коллега! Учитывая многочисленные просьбы рассказать о диагностике резонанса элементов машины, критических скоростях и о собственных формах колебаний ротора, я решил написать несколько статей посвященным этим вопросам.

В первой  статье я расскажу о резонансе элементов и узлов машины. В ней мы с вами рассмотрим следующие вопросы:

• Как определить, что это резонанс элементов машины и, как резонанс влияет на ее вибрацию?
• Как три параметра колебательной системы, влияют на амплитуду и частоту резонанса?
• Как применять одноканальный виброанализатор для анализа и диагностики резонанса системы, а также об ограничениях его использования?

Что такое Резонанс?

Большинство сооружений и машин совершают собственные колебания, поэтому периодические внешние воздействия на них могут вызвать резонанс. Резонансом часто называют колебания с собственной частотой или на критической частоте.

Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к резонансным частотам, определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды колебаний — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы (ротор-опора).

Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы.

Резонанс не создает вибрации, он только усиливает их. Резонанс это не дефект, а свойство механической системы. Поэтому, резонанс не вызывает проблем, если какие-либо колебания не возбуждают его.

Это сопоставимо с колебаниями колокола, или барабана. В случае колебаний колокола (рис.1), вся его энергия содержится в потенциальной форме, когда он неподвижен и находится в верхних точках траектории движения, а при прохождении нижней точки на максимальной скорости, она преобразуется в кинетическую.

Потенциальная энергия пропорциональна массе колокола и высоте подъёма относительно нижней точки, кинетическая — массе и квадрату скорости в точке измерения. То есть, если колокол ударить, то он будет резонировать с определенной частотой (или частотами).

Если он находится в состоянии покоя, то он не будет совершать колебания на резонансной частоте.

Рис.1 Периодические колебания колокола

Резонанс — это свойство машины, когда она работает или не работает. Следует отметить, что динамическая жесткость вала при вращении машины может сильно отличаться, от статической жёсткости, когда машина не работает, при этом резонанс ее изменяется не существенно.

Есть такое неизменное правило, основанное на практическом опыте, которое гласит, что резонансные частоты, измеренные при останове (выбеге) машины меньше на 20 процентов частоты вынужденных колебаний. Резонансные частоты отдельных узлов и деталей машины, таких как вал, ротор, корпус, и фундамент — это колебания на их собственной частоте.

После монтажа машины резонансные частоты могут поменять свое значение из-за изменения параметров системы (массы, жесткости и демпфирования), которые после соединения всех механизмов машины в единый агрегат могут увеличиться или снизиться.

Кроме того, динамическая жесткость, как отмечалось выше, может сдвинуть резонансные частоты, когда машины работают на номинальной частоте вращения. Большинство машин проектируются таким образом, чтобы ротор не имел собственную частоту колебаний такую же, как вал. Машина, состоящая из одного или двух механизмов не должна эксплуатироваться на резонансной частоте.

Внезапное появление колебаний на частоте дефекта, таком как ослабление посадки или другого, могут вызвать колебания машины на резонансной частоте. При этом вибрация машины возрастет с допустимого уровня до недопустимого, если колебания вызваны резонансом узлов или элементов машины.

Рис.2 Амплитудо-фазочастотная характеристика ротора при пуске или останове машины

Двухскоростная машина работает при 900 об/мин и 1200 об/мин. Машина имеет резонанс на 1200 об/мин, который усиливает вибрацию на частоте вращения 1200об/мин. При 900 об/мин, вибрация составляет 2.54мм/с, а на 1200 об/мин резонанс увеличивает колебания до 12.7 мм/с

Резонанс можно наблюдать при пуске машины, когда она проходит через резонансную частоту (рис.2). Амплитуда при увеличении частоты вращения будет возрастать до максимального значения на резонансной частоте (nрез) , и уменьшаться, после прохождения через нее. При прохождении ротора через резонанс фаза колебаний измениться на 180 градусов. При резонансе колебания системы сдвинуты по фазе на 90 градусов относительно колебаний возбуждающей силы.

Рис.3 Справа колебания ротора имеющего одну плоскость коррекции (диск);

слева колебания сложной системы (двух соединенных роторов).

Сдвиг фаз на 180 градусов часто наблюдается только на роторах имеющих одну единственной плоскость коррекции (рис.3, слева). Более сложные системы «вал/ротор-опора» (рис.3 справа) имеют сдвиг фаз, который находится в пределах 1600 — 180 градусов. Всякий раз, когда специалист по анализу вибрации наблюдает высокую амплитуду колебаний, он должен предполагать, что рост ее до недопустимого уровня, возможно, связан с резонансом системы.

Масса, Жесткость и Демпфирование

Масса, жесткость, и демпфирование – это три параметра колебательной системы, которые воздействуют на частоту и увеличивают амплитуду колебаний при резонансе.

Масса – характеризует свойства тела и является мерой его инерции (чем больше масса тела, тем меньше ускорение оно приобретает под действием периодической силы), которое вызывает его колебания.

Жесткость – свойство системы, которое препятствует силам инерции возникающих в результате действия массовых сил.

Демпфирование – свойство системы, которое уменьшает энергию колебаний путем превращения ее в тепловую энергию вследствие трения в механической системе.

Для уменьшения резонанса параметры системы подбирают так, чтобы ее резонансные частоты располагались как можно дальше от возможных частот внешнего воздействия, для этого в практике используют так называемые динамические гасители колебаний, или демпферы.

Рис.4 Амплитудочастотная характеристика (АЧХ) простейшей колебательной системы состоящей из массы, пружины и демпфера

Увеличивая массу конструкции, уменьшается резонансная частота (рис.5).

Рис.5 АЧХ колебательной системы масса, которой больше, чем у системы, показанной на рис.4

Увеличивая жесткость конструкции, увеличивается резонансная частота (рис.6).

Рис.6 АЧХ колебательной системы жесткость, которой больше, чем у системы, показанной на рис.4

Увеличивая демпфирование конструкции, уменьшается амплитуда резонанса (рис.7).

Демпфирование – это единственное свойство, которое управляет амплитудой вибрации при резонансе конструкции.

Рис.7 АЧХ колебательной системы, демпфирование которой меньше, чем у системы, показанной на рис.4

Аналогию можно провести со струной гитары. Чем сильнее натянуть струну на гитаре (больше жесткости), тем тон звука повышается (резонансная частота) до того момента пока струна не порвётся. Если использовать самую толстую струну (большая масса), то тон звука, издаваемый ею, будет ниже.

Измерение резонанса

Одним из наиболее распространенных методов измерения резонансной частоты конструкции является ударное возбуждение конструкции с помощью ударного молотка.

Воздействие на конструкцию, в виде входного удара вызывает в определенном частотном диапазоне небольшой величины возмущающие силы. Колебания, создаваемые при ударе, представляет собой переходный, кратковременный процесс передачи энергии (рис.8). Спектр ударной силы является непрерывным, с максимальной амплитудой при 0 Гц и с последующим ее уменьшением с ростом частоты.

Рис.8 Продолжительность удара и форма спектра при ударном возбуждении определяется жесткостью головки молотка

При использовании этой методики измерения, очень важно, производить удар по различным точкам конструкции, так как все резонансные частоты конструкции всегда можно измерить, производя удар и измерение в одном и том же месте. При определении резонанса машины, обе точки, точка — удар и точка — измерения должны быть проверенными (испытанными).

Если молоток имеет наконечник из мягкого материала, основное количество энергии на выходе будет возбуждать колебания на низких частотах. Молоток с жестким наконечником отдает мало энергии на конкретной частоте, за исключением энергии на выходе, которая будет возбуждать колебания на высоких частотах. Ответный отклик на удар молотка может быть измерен с помощью одноканального анализатора, при этом машина должна быть остановлена и отключена

Фаза является одним из параметров, подтверждающий резонанс. Фазу колебаний во время испытания на удар нельзя измерить с помощью одноканального анализатора, и поэтому нельзя точно сказать наблюдается ли резонанс на роторе или нет. Для определения фазы необходимо использовать дополнительный датчик оборотов (индукционный или фотоотметчик).

Резонанс машины можно определить с помощью одноканального анализатора, как увеличение амплитуды колебания на резонансной частоте и по изменению фазы на 180 градусов при переходе через резонанс, если измерять амплитуду и фазу колебаний на частоте вращении ротора при пуске машины (разворот) или ее останове (на выбеге). Построенная на основании этих измерений характеристика называется амплитудо-фазочастотной характеристикой (АФЧХ).

Рис.9 Амплитудо-фазочастотная характеристика ротора генератора при выбеге турбоагрегата

Если фаза не изменяется при прохождении предположительного резонанса, то это увеличение амплитуды может быть связано со случайным возбуждением и не является резонансом ротора. В таких случаях в дополнение к замерам вибрации при развороте/выбеге машины рекомендуется выполнить «тест на удар».

При использовании многоканального виброанализатора можно с большой точностью определить резонанс конструкции, если измерять сигналы на входе и выходе из системы в одно и то же время, при этом необходимо контролировать фазу колебаний и когерентность, которые будут собраны за то же самое время. Когерентность — функция двойного канала, которая используется для оценки степени линейности между сигналами на входе и выходе системы. Это означает, что резонансные частоты можно идентифицировать значительно быстрее.

Некоторые соображения о резонансе машин

• Необходимо уделять внимание анализу различных типов машин и режимам их эксплуатации, которые могут затруднить тестирование резонанса. Из-за различий жёсткости конструкции машины в горизонтальном и вертикальном направлениях, резонансная частота в зависимости от направления будет отличаться. Поэтому резонансы могут наиболее сильно проявляться в определённом направлении.
• Как ранее уже говорилось, резонансные частоты отличаются, при работающей машине или когда она стоит (выключена).

  Вертикальное оборудование, как правило, очень много причиняет беспокойства, так как при эксплуатации такого оборудования, всегда имеет место резонанс, возникающий во время работы консольно закрепленного электродвигателя.

• Некоторые машины имеют большую массу, поэтому возбудить их с помощью молотка нельзя, для этого требуются альтернативные методы возбуждения для определения реальных резонансных частот.

  Иногда на очень больших машинах используют вибратор, который настраивается на определённый частотный диапазон, потому что при раскачивании вибратор обладает способностью отдавать в большом количестве энергию на каждой в отдельности частоте.

• И последнее соображение — перед проведением тестирования резонанса очень полезно сначала измерить фоновый уровень вибрации (реакция на случайное возбуждение от воздействия окружающей среды).

  Это поможет предотвратить ошибку при определении диагноза (резонанс системы), по максимальной амплитуде колебаний на определенной частоте над фоновым уровнем.

Резюме

В этом разделе обсуждалось влияние резонансных частот на вибрацию машины. Все конструкции и машины имеют резонансные частоты, но резонанс не влияет на машину, если нет частот, которые возбуждают его. Если вибрацию машины возбуждает ее собственная частота, то существуют три варианта отстройки системы от резонанса.

1. Сместить частоту возмущающей силы от резонансной частоты.
2. Сместить резонансную частоту от частоты возмущающей силы.
3. Увеличить демпфирование системы, для уменьшения коэффициента усиления резонанса.

Варианты 2 и 3 обычно требуют некоторые изменения в конструкции, которые нельзя выполнить, если модальный анализ и/или изучение исследования конечного элемента не были выполнены на конструкции.

Источник: http://blog.vibroexpert.ru/?p=942