Rung động và tiếng ồn bất ngờ không phải lúc nào cũng có nghĩa là động cơ hoặc biến tần bị lỗi. Trong một số máy móc công nghiệp, thiết bị có thể hoạt động trơn tru ở hầu hết các tốc độ nhưng bắt đầu rung lắc, kêu vo vo hoặc rung mạnh trong một phạm vi tốc độ nhất định. Một khi động cơ vượt qua phạm vi đó, rung động có thể giảm trở lại.

Hành vi này thường liên quan đến cộng hưởng cơ học. Hiểu rõ tại sao cộng hưởng xảy ra và cách điều khiển tần số bỏ qua của biến tần hoạt động có thể giúp các kỹ sư giảm rung động, bảo vệ các bộ phận cơ khí và cải thiện độ tin cậy của thiết bị.

Cộng Hưởng Cơ Học Là Gì?

Mỗi cấu trúc cơ học có một hoặc nhiều tần số tự nhiên. Chúng phụ thuộc vào các yếu tố như khối lượng, độ cứng, hình dạng, phương pháp lắp đặt, chiều dài trục, thiết kế khớp nối và cấu trúc hỗ trợ.

Khi một lực bên ngoài tác động lặp đi lặp lại vào máy ở hoặc gần một trong các tần số tự nhiên của nó, rung động có thể trở nên mạnh hơn nhiều. Hiệu ứng này được gọi là cộng hưởng cơ học.

Trong một hệ thống truyền động bằng động cơ, sự kích thích có thể đến từ sự mất cân bằng quay, sai lệch trục, khớp nối, quạt, dây đai, bánh răng, bơm, ổ trục hoặc chính máy được dẫn động. Một rung động nhỏ chấp nhận được ở một tốc độ có thể trở nên nghiêm trọng khi tần số kích thích gần với tần số tự nhiên của hệ thống cơ khí.

Ví dụ, một quạt có thể hoạt động trơn tru ở 30 Hz và 45 Hz nhưng cho thấy rung động đáng kể xung quanh 38 Hz. Động cơ có thể không bị quá tải và biến tần có thể không báo lỗi. Vấn đề xuất hiện vì điểm hoạt động đó kích thích tần số cộng hưởng trong quạt, khung, ống dẫn hoặc cấu trúc lắp đặt.

Tốc Độ Động Cơ Ảnh Hưởng Đến Cộng Hưởng Như Thế Nào?

Biến tần điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số đầu ra của nó. Khi tần số tăng lên, động cơ và máy được kết nối sẽ đi qua một phạm vi tốc độ quay rộng.

Sự linh hoạt này cải thiện khả năng kiểm soát quy trình, nhưng nó cũng có nghĩa là thiết bị có thể đi vào một phạm vi tốc độ hiếm khi đạt được trong quá trình hoạt động ở tốc độ cố định. Nếu tốc độ đó tương ứng với điểm cộng hưởng cơ học, rung động và tiếng ồn có thể tăng lên.

Mối quan hệ không phải lúc nào cũng là một-một. Tần số ăn khớp bánh răng, tần số đi qua cánh quạt, rung động dây đai, hài của động cơ và các lực khác cũng có thể kích thích máy. Do đó, tần số hiển thị bởi biến tần nên được coi là một tham chiếu hoạt động thay vì là nguyên nhân duy nhất có thể gây ra rung động.

Điều Khiển Tần Số Bỏ Qua Là Gì?

Điều khiển tần số bỏ qua, còn gọi là tần số nhảy hoặc tránh tần số nguy hiểm, cho phép biến tần tránh hoạt động liên tục trong các dải tần số đã chọn.

Sau khi xác định được phạm vi cộng hưởng, kỹ thuật viên có thể đặt giới hạn dưới và giới hạn trên xung quanh nó. Khi lệnh tần số đi qua phạm vi này, biến tần sẽ chuyển sang tần số hoạt động cho phép tiếp theo thay vì ở lại điểm cộng hưởng.

Ví dụ, nếu rung động mạnh xảy ra giữa 37 Hz và 39 Hz, phạm vi tần số bỏ qua có thể được cấu hình xung quanh khu vực đó. Nếu người vận hành đưa ra lệnh trong dải cấm, biến tần sẽ hoạt động ở tần số cho phép bên ngoài nó, tùy thuộc vào logic điều khiển và hướng tần số.

Động cơ vẫn có thể đi qua phạm vi bỏ qua trong thời gian ngắn trong quá trình tăng tốc hoặc giảm tốc. Mục đích là để ngăn máy hoạt động liên tục ở tần số gây ra rung động quá mức.

Phạm Vi Tần Số Bỏ Qua Nên Được Thiết Lập Như Thế Nào?

Cài đặt tần số bỏ qua nên dựa trên thử nghiệm thực tế thay vì phỏng đoán. Trong quá trình vận hành thử, tốc độ động cơ có thể được tăng dần trong khi kỹ thuật viên theo dõi rung động, tiếng ồn, dòng điện, tình trạng ổ trục và hoạt động của máy.

Sau khi xác định được phạm vi tần số có vấn đề, một dải bỏ qua hẹp có thể được thiết lập xung quanh nó. Sau đó, máy nên được thử nghiệm lại dưới tải thực tế vì những thay đổi về vật liệu, áp suất, độ căng, điều kiện lắp đặt hoặc tải cơ học có thể ảnh hưởng đến điểm cộng hưởng.

Phạm vi bỏ qua không nên được đặt quá rộng một cách không cần thiết. Một phạm vi cấm lớn có thể hạn chế kiểm soát quy trình hoặc ngăn máy đạt được tốc độ hoạt động quan trọng. Cài đặt tăng tốc và giảm tốc cũng nên được xem xét để hệ thống có thể đi qua khu vực cộng hưởng một cách trơn tru mà không tạo ra sốc cơ học quá mức.

Điều Khiển Tần Số Bỏ Qua Có Thể Khắc Phục Mọi Vấn Đề Rung Động Không?

Điều khiển tần số bỏ qua là một công cụ vận hành hữu ích, nhưng nó không thể thay thế cho việc bảo trì cơ khí.

Nếu rung động do ổ trục bị hỏng, bu lông bị lỏng, móng không chắc chắn, khớp nối bị mòn, mất cân bằng rôto, sai lệch trục hoặc lắp đặt không chính xác, việc tránh một phạm vi tốc độ sẽ không sửa chữa được vấn đề cơ bản. Những lỗi này có thể trở nên tồi tệ hơn và cuối cùng ảnh hưởng đến các tốc độ hoạt động khác.

Do đó, máy nên được kiểm tra trước khi dựa vào việc tránh tần số. Nếu tốc độ sản xuất yêu cầu rơi trực tiếp vào phạm vi cộng hưởng, một giải pháp cơ khí có thể là cần thiết. Các biện pháp khả thi bao gồm cân bằng các bộ phận quay, sửa chữa độ thẳng hàng, gia cố cấu trúc, thay đổi độ cứng lắp đặt, thêm bộ giảm chấn hoặc thiết kế lại hệ thống truyền động.

Sử Dụng VEIKONG VFD500 Để Tránh Tần Số VFD500 cũng hỗ trợ điều khiển V/F và điều khiển vector không cảm biến, cho phép chọn phương pháp điều khiển theo động cơ và tải. Với giao tiếp Modbus tiêu chuẩn, các bộ hãm tích hợp, nhiều chức năng bảo vệ và cấu trúc nhỏ gọn, nó có thể được xem xét cho máy dệt, thiết bị in và đóng gói, máy thực phẩm, máy nhựa, thiết bị chế biến gỗ, hệ thống hậu cần và các ứng dụng truyền động bằng động cơ khác.

Khi áp dụng VEIKONG VFD500, các kỹ sư nên xác định trước xem rung động có liên quan đến một tần số hoạt động cụ thể hay một lỗi cơ khí hay không. Với việc kiểm tra, cài đặt tham số và thử nghiệm tải chính xác, chức năng tần số bỏ qua có thể giúp máy tránh các khu vực cộng hưởng có hại và duy trì hoạt động ổn định hơn. Điều khiển tần số bỏ qua biến tần,

Cộng hưởng cơ học trong hệ thống động cơ