Remarque : Dans FlexPro 2021, l'analyse d'ordre a fait l'objet d'une toute nouvelle procédure. Cet objet d'analyse a été remplacé au cours du processus, mais il est toujours disponible dans FlexPro afin que vos analyses existantes fonctionnent sans aucun changement. Les objets d'analyse Analyse d'ordre obsolètes qui ont été supprimés de la Galerie avec FlexPro 2021 peuvent toujours être affichés dans la Galerie via Fichier > Options > Paramètres du système. Activez cette option si vous souhaitez continuer à utiliser les objets d'analyse obsolètes dans les nouveaux projets (non recommandé).

Cet objet d'analyse effectue une analyse d'ordre pour les vibrations dépendant de la vitesse. Les vibrations mesurées au niveau des machines tournantes présentent un spectre dans lequel les maxima se produisent pour des fréquences qui correspondent à des multiples de la vitesse de la machine. L'apparition de ces maxima a deux causes différentes. D'une part, vous pouvez considérer la machine comme un système de transmission non linéaire qui est activé par une vibration harmonique correspondant à la vitesse. La non-linéarité génère des composantes harmoniques de cette vibration fondamentale qui conduisent aux maxima correspondants. En revanche, ce type de machine peut contenir des composants dont la vitesse n'est pas égale à la vitesse de base, mais correspond toujours à un multiple fixe de cette vitesse. Dans une transmission, par exemple, des essieux différents ont des vitesses différentes. Mais les dents d'une roue dentée ou les billes d'un roulement à billes créent également des vibrations qui sont en permanence liées à la vitesse. Si vous reconnaissez cette relation décrite comme l'ordre de la fréquence fondamentale d'un composant à la fréquence fondamentale de la machine, alors les maxima individuels dans un spectre peuvent être attribués à un ou quelques composants de la machine. Cela permet d'isoler la cause des résonances, par exemple.

Pour l'analyse d'ordre, les signaux de vibration mesurés à une certaine vitesse sont soumis à une transformation de Fourier (FFT). Les lignes spectrales individuelles dont les fréquences correspondent à un multiple (ordre) de la fréquence fondamentale déterminée par la vitesse sont ensuite extraites du spectre.

Essentiellement, deux méthodes de mesure sont utilisées pour l'analyse d'ordre. Pour une montée en puissance, la vibration et la vitesse instantanée sont mesurées de manière synchrone pendant que la machine est lentement amenée de sa vitesse la plus basse à sa vitesse la plus élevée. Une recherche est effectuée dans le signal de vitesse pour les vitesses à analyser, et une transformée de Fourier est calculée pour les emplacements correspondants dans le signal de vibration. Les fréquences correspondant aux ordres sont ensuite extraites du spectre. Pour un résultat d'une précision optimale, un échantillonnage basé sur l'angle est à préférer à un échantillonnage basé sur le temps. Dans ce cas, le nombre d'échantillons par tour pour chaque vitesse est de taille égale et donc la résolution spectrale de la FFT est indépendante de la vitesse instantanée. En outre, il est important de noter que pour ce processus, la vitesse de la machine ne doit pas varier trop rapidement. Pour chaque position de vitesse souhaitée, il faut prendre un segment de temps pour la FFT pour lequel la vitesse est supposée constante. Si la vitesse varie dans un tel segment de temps, les pics du spectre s'estompent, c'est-à-dire qu'ils deviennent plus plats et plus larges.

Dans une deuxième méthode, la machine est d'abord amenée à une certaine vitesse, puis une mesure de la vibration pour cette vitesse est effectuée. Ce processus est répété pour toutes les vitesses souhaitées. Si la vitesse de la machine ne peut être maintenue exactement à la valeur spécifiée, cette vitesse peut être mesurée de manière synchrone et fournie pour l'analyse d'ordre. L'analyse d'ordre détermine ensuite la valeur moyenne de la vitesse mesurée et l'attribue au signal de vibration correspondant.

Le résultat de l'analyse d'ordre est une série de signaux avec une composante Z. La composante bidimensionnelle Y contient toujours les valeurs d'amplitude spectrale. Les composantes X et Z contiennent la vitesse ou les fréquences et l'ordre.

Remarque  Assurez-vous que les taux d'échantillonnage sont suffisamment élevés. Pour que la fréquence la plus élevée puisse être évaluée (= vitesse la plus élevée * ordre le plus élevé / 60), il faut qu'il y ait au moins deux échantillons par période, conformément au théorème de Nyquist.

Onglet Données

Échantillonnage

L'objet d'analyse peut traiter les signaux temporels et angulaire. Un signal temporel est présent si vous avez mesuré avec un taux d'échantillonnage constant lié au temps.  Si vous travaillez avec des signaux temporels, l'axe temporel des vibrations a souvent une unité physique différente de la réciproque de la vitesse. Par exemple, la vitesse est souvent spécifiée en utilisant l'unité 1/min ou RPM, alors que l'unité de temps est 1s. Pour cette raison, vous pouvez spécifier un diviseur de correction par lequel la vitesse doit être divisée pour calculer la fréquence. Un signal angulaire est présent si le taux d'échantillonnage dépend de la vitesse, c'est-à-dire qu'un certain nombre d'échantillonnages par tour a été effectué. Sélectionnez l'option Signal angulaire avec angle en radians dans la composante X si vos données contiennent déjà l'angle correct en radians. Si ce n'est pas le cas, sélectionnez l'option Données basées sur l'angle avec un nombre fixe d'échantillons par tour. Dans ce cas, la présence d'une composante X n'est pas nécessaire. À la place, spécifiez le nombre d'échantillons par tour comme valeur fixe.

La vitesse instantanée est souvent mesurée à l'aide d'un capteur d'impulsions qui enregistre un certain nombre d'impulsions par tour. Vous pouvez spécifier le signal d'impulsion qui en résulte directement comme signal de vitesse. Pour cela, sélectionnez la Vitesse est un signal d'impulsion et spécifiez le Nombre d'impulsions par tour. Si les données mesurées sont présentes sous forme de signaux temporels, alors ce signal d'impulsion doit être spécifié comme un signal temporel également. Si des données basées sur l'angle sont présentes avec un nombre fixe d'échantillons par tour, il suffit alors de spécifier une série de données avec les impulsions mesurées car les informations sur l'angle peuvent être calculées.

Données

L'objet d'analyse peut traiter trois structures de données différentes. Vous pouvez spécifier une série de signaux. La composante Y contiendra alors plusieurs oscillations qui ont été mesurées à des vitesses différentes. Chaque colonne de la matrice de données Y contient le signal de vibration pour une certaine vitesse. La composante X contient soit les points d'échantillonnage, soit l'angle en radians, qui sont ignorés si le nombre d'échantillons par tour a été spécifié. La composante Z contient les vitesses pour lesquelles les oscillations individuelles ont été mesurées.

Une deuxième possibilité consiste à spécifier plusieurs signaux et les vitesses qui leur sont attribuées. Les signaux peuvent être des signaux angulaires ou temporels et peuvent varier en longueur. Si des données basées sur l'angle sont présentes avec un nombre fixe d'échantillons par révolution, vous pouvez omettre les composants X ici aussi et spécifier une série de données. Pour chaque signal, vous spécifiez une vitesse ou des données d'impulsion correspondantes. Vous pouvez spécifier une valeur scalaire, une série de données ou un signal pour la vitesse. Une valeur scalaire est interprétée directement comme la vitesse correspondante. Sinon, le cas échéant, la vitesse est d'abord calculée comme indiqué ci-dessus à partir des données d'impulsion. La série de vitesses est ensuite moyennée pour obtenir une valeur scalaire.

Une troisième solution consiste à analyser un signal avec montée en puissance. Pour cela, le signal doit couvrir toutes les vitesses à analyser. La vitesse instantanée croissante doit être mise à disposition comme deuxième ensemble de données. Cette mesure ne doit pas nécessairement être synchronisée avec la montée en puissance. Si les deux ensembles de données sont présents sous forme de signaux temporels, ils sont synchronisés par le biais des valeurs X. La vitesse peut également être calculée à partir des données d'impulsion. Les vitesses pour lesquelles l'analyse d'ordre doit être effectué sont recherchées dans l'ensemble des données de vitesse. A partir de la position concernée, un segment de la longueur spécifiée est extrait du signal. Chacun de ces segments est ensuite soumis à un analyse d'ordre. Spécifiez les vitesses soit sous forme de série linéaire via les paramètres De, À et Incrément, soit en sélectionnant un ensemble de données contenant les vitesses souhaitées comme série de données.

Comme quatrième alternative, un signal à vitesse variable peut être analysé. Dans ce cas, la vitesse instantanée ne doit pas nécessairement être ascendante, car l'analyse du suivi des ordres n'est pas effectuée pour des vitesses données mais pour des temps donnés. Pour les moments pour lesquels une analyse de analyse d'ordre doit être effectuée, un segment de la longueur spécifiée est extrait du signal. Chacun de ces segments est ensuite soumis au analyse d'ordre. Spécifiez les temps soit comme une série linéaire via les paramètres De, À et Incrément, soit en sélectionnant un ensemble de données qui contient les temps souhaités comme une série de données.

En général, la vitesse est supposée constante à l'intérieur du segment temporel attribué à une vitesse, c'est-à-dire que le segment doit être aussi grand que possible, mais seulement au point que la vitesse puisse être supposée constante. Sinon, les lignes spectrales dans la FFT deviennent floues car les fréquences changent dans la fenêtre temporelle considérée. Le réglage de la longueur du segment est relativement critique car il influence la résolution de la FFT. Pour les tests, un spectre temps-fréquence du signal doit être réalisé avec l'objet Analyse spectrale temps-fréquence avec exactement la longueur de segment souhaitée. Il faut ensuite faire varier la longueur du segment de manière à ce que les fréquences à rechercher soient bien résolues.

Onglet Options

Type de spectre

Les informations du domaine fréquentiel peuvent être renvoyées dans divers formats. Dans le tableau suivant, δF est l'espacement des fréquences de la FFT, Re est la composante réelle de la FFT réelle (simple face) d'un segment donné à une fréquence donnée, Im est la composante imaginaire et n est la taille du segment de données.

Longueur de la FFT et espacement des segments de FFT

Une FFT est calculée pour chaque signal de vibration ou, pour les signaux avec rampe, pour chaque segment de données. Si vous sélectionnez l'option la plus longue dans le champ Longueur FFT, la FFT s'étend sur toute la longueur des données, ou plus précisément, sur la plus petite puissance de deux suivante. Si vous sélectionnez Comme spécifié et spécifiez une longueur de fenêtre, une FFT moyenne est calculée. Une fenêtre FFT de la longueur spécifiée se déplace sur le segment de données et une FFT est calculée pour chaque position. Les spectres individuels obtenus de cette manière sont ensuite moyennés pour former le résultat. Si vous sélectionnez Continu sous Espacement des segments FFT, les différents segments FFT sont disposés les uns à la suite des autres, sans espace entre eux. Sélectionnez Comme spécifié et saisissez un espacement de segment pour que les segments se chevauchent. Par exemple, une longueur de FFT de 1024 et une distance de segment de 512 donnent un chevauchement de 50%. Le spectre moyen est un périodogramme et montre une variance réduite de l'amplitude spectrale pour une résolution spectrale simultanément réduite par rapport à une FFT individuelle.

Fenêtres

Pour réduire la fuite spectrale de la transformée de Fourier, vous pouvez évaluer les oscillations avant la transformée en utilisant une fonction fenêtre. Cette évaluation conduit à une représentation plus forte des lignes spectrales dans le résultat. Les amplitudes du spectre, cependant, seront également réduites. Si vous sélectionnez la normalisation de l'amplitude, celle-ci se normalise au gain de la fonction fenêtre utilisée, c'est-à-dire que la somme de toutes les valeurs est divisée par leur nombre. Cela permet de compenser l'atténuation de l'amplitude résultant de l'évaluation par fenêtre des données.

Ordres et largeur de bande

Spécifiez les ordres directement ou spécifiez un ensemble de données contenant ces ordres. Lors de l'extraction des fréquences correspondant aux ordres, l'objet d'analyse examine une bande de fréquences autour de ces fréquences et prend la ligne spectrale ayant la plus grande valeur absolue. Indiquez la largeur de bande pour ce processus en pourcentage de la vitesse correspondant à la commande (commande * vitesse).

Résultat

Le résultat de l'analyse d'ordre peut être renvoyé sous différents formats. Il s'agit toujours d'une série de signaux dont la composante Y contient les lignes spectrales extraites en tant qu'ordres. Si vous travaillez avec des signaux individuels, ceux-ci sont automatiquement triés dans le résultat en fonction de leur vitesse croissante.

Selon le format de résultat souhaité, la composante X contient soit les ordres d'une certaine vitesse, les vitesses d'un certain ordre ou la fréquence, c'est-à-dire le produit de la vitesse et de l'ordre, soit des données extraites d'un ensemble de données externes. Lorsqu'on affiche le produit de la vitesse et de l'ordre, les points de résonance sont facilement visibles car ils se superposent. Si vous analysez un signal à vitesse variable, les temps pour lesquels une analyse de suivi des ordres a été effectuée sont transférés au résultat au lieu des vitesses.

Exemples

Dans la base de données projet C:\Users\Public\Documents\Weisang\FlexPro\2021\Exemples\Analyse d'ordre.fpd ou C:>Utilisateurs>Public>Documents publics>Weisang>FlexPro>2021\Exemples\Analyse d'ordre.fpd, vous trouverez des exemples des différentes structures de données pour lesquelles l'analyse d'ordre peut être effectué.

Fonctions FPScript utilisées

OrderTracking

Voir aussi

Objets d'analyse

Option Analyse d'ordre

Analyse spectrale de Fourier

Objet d'analyse Ordres divisés

Objet d'analyse Famille d'Accélération Hyperbolique