נושא : אנליזת תגובת לשינוי התדר (SFRA- Sweep Frequency Response Analysis)

בס"ד‏ ‏יום רביעי 05 אוקטובר 2022

מהי אנליזת תגובת שינוי התדר ?

זוהי שיטה אמינה ורגישה לניטור מצב של המצב הפיזי של ליפופי השנאי בעת ההובלה וההתקנה השנאי עלול לקבל מכות וכתוצאה מכך ליפופי השנאי עלולים לרעוד ולזוז ממקומם תזוזות אלו יובילו לעומסים מכניים על סלילי השנאי ,בנוסף תזוזות של הסלילים עלולים להיגרם כתוצאה בעת קצר חשמלי ,מתחי יתר ,התנעות מרובות ועוד.

שינויים פיזיים אלו אשר מובילים לעומסים מכאניים על הסלילים מובילים בסופו של דבר לכשל של הבידוד ,אנליזת תגובת שינוי התדר יכולה לזהות :

1. שינויים או תזוזות של ליבת השנאי,
2. פגם בליפופי השנאי
3. תקלות חיבורים אשר יכולים להיות שבורים או רופפים
4. קצר ליפוף לאדמה
5. סליל מנותק

עקרון עבודה של אנליזת תגובת שינוי התדר

העיקרון של אנליזת תגובת שינוי התדר הוא די פשוט . מכיוון שלכל מרכיב חשמלי יש תיאורטית התנגדות, השראות וערך קיבולי כלשהו ולכן כל אחד מהם יכול להיחשב כמעגל RLC מורכב.

באופן מעשי לכל ציוד חשמלי יהיה את המאפיין הייחודי שלו שכן ציוד מסוים עשוי להיות בעל התנגדות נמוכה מאוד או אפסית בהשוואה לערכי השראות והקיבול שלהם אבל תיאורטית כולם יכולים להיחשב כמעגל RLC אם כי עשויים להיות R = 0, או L = 0 או C = 0. אבל ברוב המקרים להתנגדות, השראות והקיבול של ציוד יש ערכים נמוכים אך אינם אפס, ובצורה זו רוב הציוד החשמלי יכול להיחשב כמעגל RLC ומכאן שהם מגיבים לשינוי התדר ומייצרים חתימה ייחודית.

לצורך הדוגמה ניקח שנאי כל ליפוף מופרד מהאחר על ידי נייר המשמש לבידוד ובאופן מעשי הוא חומר דיאלקטרי הדומה לקבל וללפופים עצמם יש השראות והתנגדות, אז למעשה שנאי יכול להיחשב כרשת מבוזרת מסובכת של התנגדות, השראות וקיבול או במילים אחרות שנאי הוא מעגל RLC מסובך.

רשת RLC של שנאי

בשל כך לליפופי השנאי יש תגובת תדר מסוימת.

את אופן המדידה נבצע באמצעות הזנה של מתח סינוסואידלי Vi בכניסה ובמוצא נמדוד מתח Vo. הליפופים אחרים נשארים פתוחים. מכיוון שכל ליפוף הוא בעצמו מעגל RLC מבוזר הוא יתנהג כמו מסנן RLC וכמובן ביציאה יהיו מתחי מוצא שונים בתדרים שונים.

כלומר אם נמשיך להגדיל את התדר של אות הכניסה מבלי לשנות את רמת המתח שלו, נקבל מתחי מוצא שונים בתדרים שונים בהתאם לאופי ה-RLC של הסלילים. ואם נשרטט את מתחי המוצא הללו כנגד התדרים המתאימים נקבל תבנית מסוימת עבור סליל מסוים. אבל לאחר הובלה, קצרים משמעותיים, מתחי מיתוג ומתחי יתר וכו', אם נבצע את אנליזת תגובת שינוי התדר ונלביש את הגרפים של תוצאות המפעל עם תוצאות אשר התקבלו בשטח, נוכל להעריך שיש תזוזה או עיוותים אשר התרחשו בליפופי השנאי. הבדיקה עוזרת לנו להשוות בין מצבם הפיזי של הסלילים המורכבים על אותו שנאי כלומר בין סלילי השנאי המורכבים זה ליד זה ,ובאופן סידרתי ניתן לבדוק את איכות הרכבת השנאים על יידי השווה בין שנאים מסדרה זהה.

בעיות נפוצות בבדיקות

   1. מצב לא עקבי של משנה הדרגות

כאשר משנים את מצב משנה הדרגות ישתנה האופן שבו מחוברים הסלילים (ארוכים או קצרים יותר) ובהתאמה עם רשת ה-RLC של השנאי תשתנה. לתופעה זו תהיה השפעה על תגובת השנאי לשינוי התדר ומצבי משנה דרגות במצבים שונים יגרמו לתגובות שונות. כמו בכל ההיבטים האחרים של הגדרת הבדיקה, חיוני לתעד את מצב מחליף הדרגות בדוח הבדיקה, כך שניתן יהיה לשחזר את הבדיקה הקודמת באופן מדויק בבדיקה הבאה.

   2. הארקה לקויה

הארקה לקויה יכולה להיות בעלי השפעה משמעותית על תוצאות הבדיקה, וכך גם כל הארקות של מערך המדידה. כאשר אל מסלול ההארקה מתווסף ערך התנגדותי עקב חיבורים גרועים, למעשה ביצענו שינוי של מערך המדידה ולכן חיבורי הארקה חייבים להיות אמינים מאוד.

   3. מוליכי הארקה פגומים או פגומים חלקית

מוליכי הבדיקה המחוברים בצורה גרועה למערך המדידה מוסיפים עכבה נוספת למעגל המדידה. שינויי עכבה אלו משפיעים על טווח רחב של תדרים ויניבו השוואה גרועה לתוצאות בדיקה קודמות שנעשו עם חיבורי מוביל טובים. נדרש לוודא כי חיבורי המדידה יהיו באיכות טובה בשביל להשיג קריטי תוצאות טובות!

לסיכום

1. בדיקה זו חייבת להתבצע במפעל בעת יציאת השנאי על טופס הבדיקה חייב לציין האם הבדיקה בוצעה עם שמן או ללא שמן כי לבדיקה תוצאות שונות אם ובלי , בעת הקבלה נדרש להשוות את הבדיקה המתקבלת עם בדיקת היצרן וכל תחזוקה לבצע השוואה עם המקור
2. אין בדיקה זו מחליפה כל בדיקה אחרת , בדיקה זו משלימה רצף של בדיקות ובאה לתת נתבך נוסף לאמינות הציוד.
3. תוצאת הבדיקה הינה גרף של תוצאות בעת שינוי התדר ואינה ערך חד ערכי.
4. תדרי הבדיקה הממוצעים יהיו מ 2KHZ ל 1MHZ.
5. הבדיקה אומנם פשוטה אך עם זאת חשובה מאוד.

בהצלחה