Ist eine 3-Hz-Schwebungsfrequenz von der Klimaanlage meines Nachbarn ein Zeichen für eine Fehlfunktion?


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Ich ärgere mich über ein pulsierendes Summen, das vom HLK-System meines Nachbarn kommt. Ich habe ein wenig über das Design von HLK-Systemen gelesen und bin zu dem vorläufigen Schluss gekommen, dass ich einen Kompressor höre, der von einem Wechselstrom-Induktionsmotor angetrieben wird. Ein Frequenzspektrum zeigt eine Spitze bei 120 Hz und eine andere bei 117 Hz; was natürlich einen 3 Hz Beat erzeugt. Die 117-Hz-Spitze bewegt sich tatsächlich zwischen beispielsweise 117 und 118 Hz. Ich denke, was ich höre, heißt "Schlupffrequenzschlag"? Ich bin in den USA, wo die Netzfrequenz 60 Hz beträgt. 120 Hz ist also das hörbare Brummen, das durch Magnetfelder in Motoren, Transformatoren usw. erzeugt wird.

Nach diesem Dokument(S. 3) ist die "Schlupffrequenz", definiert als "Schlupfzeiten pro Einheit Leitungsfrequenz", die "tatsächliche Stromfrequenz in den Rotorleitern". Der Schlupf pro Einheit ist proportional zum Drehmoment und beträgt üblicherweise 0,03 - 0,05. Dies bedeutet, dass 3 Hz eine typische Schlupffrequenz sein könnte, und ich denke, 117 Hz könnten ein Schlupffrequenz-Seitenband von 120 Hz sein. Es gibt jedoch keine 123-Hz-Spitze, und tatsächlich ist der Rest des Spektrums ziemlich leise, mit Ausnahme von Spitzen bei 59 Hz und 29 Hz. Es gibt Harmonische bei 234 Hz ​​und 240 Hz, aber die Harmonische bei 352 Hz ist stärker als die bei 234 Hz. Alle Harmonischen haben viel weniger Energie als die Grundlagen von 117 Hz und 120 Hz (sagen wir> 20-mal weniger). Die 29-Hz- und 59-Hz-Spitzen scheinen beim Ein- und Ausschalten des Kompressors nicht viel zu variieren, und die 120-Hz-Spitze auch nicht.

Ich kann keine dezibelkalibrierten Schalldruckpegel bereitstellen (und da ich keinen Zugriff auf das Gerät habe, kann ich die tatsächliche Vibrationsintensität nicht messen). Ich würde sagen, der Ton ist nicht laut genug, um nervig zu sein, es sei denn, Sie müssen daneben leben.

Ich habe berechnet, dass die Schallamplitude in der 117-Hz- "Spitze" dreimal höher ist als die in der 120-Hz-Spitze. Ich weiß nicht, ob dies etwas Bedeutendes offenbart.

Ich habe gelesen, dass die Drehzahl eines Wechselstrommotors 120 Hz / (Anzahl der Pole) beträgt und dass die Mindestanzahl der Pole 2 beträgt. Daher komme ich zu dem Schluss, dass der Motor nicht mit knapp 120 Hz (7200 U / min) drehen kann ) sondern muss mit einer langsameren Geschwindigkeit wie 60 Hz (3600 U / min) fahren. Dies scheint zu implizieren, dass die 117-Hz-Vibration keine mechanische Vibration des Rotors ist - aber ich bin mir nicht sicher, was es sonst sein könnte. Das verknüpfte Dokument erwähnt bestimmte Fehler, die Vibrationen bei 2 x U / min erzeugen, aber es scheint, dass diese gleichzeitig mit Vibrationen bei 1 x U / min auftreten sollten. Aber wie gesagt, die 59-Hz-Spitze ändert sich nicht mit der Aktivierung des Kompressors.

Hier ist ein Zeitreihendiagramm verschiedener spektraler Amplituden, das über 6 Stunden in der Nacht aufgenommen wurde. Die hier gezeigten Spektralbänder sind 58-59 Hz, 116-118 Hz, 174-177 Hz usw. Sie können sehen, dass die Aktivierung des Kompressors die 59-Hz-Spitze nicht zu beeinflussen scheint, aber es gibt ein klares Signal bei 117 Hz und 3 × 117 = 351 Hz. (Ich habe auch ein Spektrum-Diagramm angehängt)

Oberschwingungen von 59 Hz, 6-Stunden-Zeitreihen plus Spektrum

Laut dem verlinkten Dokument ist ein gewisses Maß an Vibration normal und der sicherste Weg, einen sich entwickelnden Fehler zu diagnostizieren, besteht darin, über die Zeit spektrale Messungen durchzuführen und festzustellen, ob sich etwas verschlechtert. Das HLK-System des Nachbarn ist 20 Jahre alt, aber ich habe nur Messwerte für die letzten sechs Monate, und es scheint eine große Schwankung nur aufgrund der Wetterbedingungen und der täglichen Temperaturschwankungen zu geben, die die Schallausbreitung über die Grundstücksgrenze beeinflussen. Aus diesem Grund kann ich nicht sagen, dass es in diesem Zeitraum einen offensichtlichen Aufwärtstrend bei der Schallamplitude gegeben hat.


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Nur neugierig, versuchen Sie Ihrem Nachbarn zu helfen, seine Klimaanlage zu reparieren? Oder nervt es Sie nur so sehr, dass Sie begonnen haben, die Situation eingehend zu analysieren? Ich stelle mir den zweiten vor und es bringt mich ein bisschen zum Lachen.
JMac

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@JMac Hey, die Welt ist voll von uns technischen Analyse-Nerds. Wir nutzen jede Gelegenheit, um mit unseren Spielsachen zu spielen.
Carl Witthoft

Ein 20 Jahre altes System, das noch funktioniert, ist ein Wunder :-). Aber bevor man diesen für tot erklärt, sollte vielleicht jemand das Kühlmittelvolumen überprüfen. Möglicherweise läuft ein fast leeres System "reibungslos", wenn keine Last vorhanden ist, und schaltet auf eine andere Geschwindigkeit um, wenn eine Last vorhanden ist (dh zu komprimierendes Material)
Carl Witthoft,

@ Carl_Witthoft danke für die Idee! Ich werde versuchen, das nachzulesen. Klingt so, als wüssten Sie etwas über HLK. Das Gerät ist ein Gerät vom Typ "Druckluft" auf dem Dach, wie ich von einem örtlichen Techniker gehört habe. Ich frage mich, ob der Kompressor immer läuft und es ein Magnetventil gibt, das das Kühlmittel durch eine Verengung leitet, um den Kühleffekt zu erzielen. Aber der Typ sagte, dass das Rasseln, das ich beim Starten des Kompressors höre, von einem Wechselstrommotor herrührt, der von Null an dreht ...? Das Spektrum, wenn das Gerät "aus" ist, enthält eine sehr kleine Spitze bei 118 Hz - aber vielleicht ist dies von einem Lüfter?
Metamorphic

Die 3600 U / min, die Sie für den Motor haben, werden die "Leerlaufdrehzahl" sein. Unter Last sollte es so etwas wie 3450 U
min

Antworten:


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Ein pulsierendes 3-Hz-Brummen, das bei 3 Hz lauter und leiser wird. Ja, ich stimme zu, das wäre ziemlich nervig.

Da es sich um eine Wohneinheit in den USA handelt, werden sowohl der Kompressor als auch der Lüfter mit einphasigen Asynchronmotoren betrieben. Mit ziemlicher Sicherheit sind sie vierpolig mit einer Synchrondrehzahl von 1800 U / min und laufen je nach Last etwa 1750 U / min. Die Spitze, die Sie bei 116,8 Hz sehen, stimmt damit überein, da dies der zweiten Harmonischen einer Drehzahl von 1752 U / min entspricht. Der große Peak, den Sie bei 120 Hz sehen, ist interessant. Ich frage mich, ob dies an einer lockeren Wicklung in einem der Motoren liegt.

Der Kompressor befindet sich in der Klimaanlage, in diesem Fall oben auf dem Haus. Der Lüfter muss nach außen gerichtet sein. Meine Erfahrung ist, dass der Fan das ist, was Sie die meiste Zeit hören.

Aus den Grafiken geht hervor, dass alles richtig funktioniert. Der Kompressor oder Lüfter fährt alle 20 Minuten ein und aus, was zu erwarten ist. Das Tastverhältnis beträgt weniger als 50%, was bedeutet, dass es richtig kühlt, also denke ich, dass der Kühlmittelstand angemessen ist. Die Geräusche werden wahrscheinlich durch eine Kombination aus losem Blech und möglicherweise einer lockeren Wicklung verursacht. Wenn es meine Einheit wäre, würde ich hier und da meine Hand legen, um zu erraten, woher die Geräusche kommen, und um sicherzustellen, dass alles, was ich erreichen kann, sicher verschraubt ist. Wenn du erkennst, dass es nicht deine Einheit ist und du keinen Zugang dazu hast, geschweige denn die Erlaubnis, herumzuspielen, wird dir das nicht viel nützen. Wenn es nicht im Wärmepumpenmodus läuft und im Februar (als diese Frage ursprünglich gestellt wurde) mit einem Arbeitszyklus von nahezu 50% läuft,

Nachdem Sie das verknüpfte Dokument gelesen haben, sollten Sie im Dunkeln der Nacht dorthin gehen und einen „Power-Trip-Test“ durchführen, wenn auch aus keinem anderen Grund, als um etwas Ruhe zu finden.


Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich hatte vergessen, dass ich diese Frage hier gestellt hatte. Das Problem wurde schließlich gelöst, indem (1) der Nachbar sanft gedroht wurde, (2) was dazu führte, dass er seinen Facility Manager ermächtigte, daran zu arbeiten, (3) er zwei Kompressordecken über dem Kompressor installierte, (4) er platzierte eine Reihe von Eimern Sand auf dem Dach, um die Vibration zu dämpfen, und ihre Positionen mithilfe von Rückmeldungen aus einem webbasierten Echtzeitdiagramm der Schallpegel in den 117-Hz- und 120-Hz-Bändern anzupassen, die ich für diesen Zweck entwickelt hatte.
Metamorphic

Ich sah die Frage und tippte eine langatmige Antwort ein und bemerkte erst dann, WENN die Frage gestellt wurde, na ja. Wenn es sich um ein Unternehmen handelt, handelt es sich um eine größere Einheit, und es besteht eine gute Chance, dass es sich um einen Dreiphasenmotor handelt, aber es scheint, als hätten Sie die Dinge so ziemlich unter Kontrolle. Schlagfrequenz: Ich stehe korrigiert da, du hast "pulsierendes Summen" gesagt, was ich angenommen habe. Ich muss mir einige entsprechende Änderungen einfallen lassen.
user1683793

Danke, die Antwort sieht jetzt besser aus. Ich habe es nur als akzeptiert markiert. Können Sie jedoch auch einen Link für die Ansprüche im zweiten Absatz bereitstellen? Entschuldigung, ich habe vergessen, danach zu fragen.
Metamorphic

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Mit Motoren wollen Sie nicht zu langsam oder zu schnell. Es kommt vor, dass etwa 1750 U / min ein guter Mittelpunkt ist. Praktisch alle Geräte, auf die ich Zugriff habe, laufen mit dieser Geschwindigkeit. Aber du wolltest einen Link. Ich ging zu Graingers Website und suchte nach Motoren. Sie haben eine überraschende Anzahl (568) von sechspoligen Motoren mit 1101-1200 U / min. Die meisten (1610) ihrer Motoren sind vierpolig, 1701-1800 U / min. Sie haben eine gute Anzahl (948) von zwei Polen zwischen 3001 und 3600 U / min.
user1683793
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