Împământarea arborelui motorului îmbunătățește fiabilitatea motoarelor alimentate cu invertor

Inginerii de întreținere de pe partea superioară a clădirilor comerciale sau a fabricilor industriale relubrifiază în mod regulat motoarele și verifică alte semne de oboseală și, fără instrumente de întreținere preventivă sau software avansat de control predictiv care să ofere alerte, inginerii se pot opri și se gândesc: „Care sunt acele motoare care sunt se agraveaza?"Devine din ce în ce mai zgomotos sau asta e doar imaginația mea?”Senzorii interni ai inginerului experimentat (auz) și bănuielile (alarme predictive) ai motorului pot fi corecte, în timp, rulmenții nu sunt în mijlocul conștientizării nimănui.Uzură prematură în carcasă, dar de ce?Fiți conștienți de această „nouă” cauză a defecțiunii rulmentului și știți cum să o preveniți prin eliminarea tensiunilor de mod comun.

De ce se defectează motoarele?

Deși există multe cauze diferite ale defecțiunii motorului, cauza numărul unu, din nou și din nou, este defecțiunea rulmentului.Motoarele industriale se confruntă adesea cu o varietate de factori de mediu care pot afecta negativ durata de viață a motorului.În timp ce contaminarea, umiditatea, căldura sau încărcarea incorectă pot cauza cu siguranță o defecțiune prematură a rulmentului, un alt fenomen care poate provoca defecțiunea rulmentului este tensiunea în modul comun.

Tensiune în modul comun

Majoritatea motoarelor utilizate astăzi funcționează pe tensiune transversală, ceea ce înseamnă că sunt conectate direct la puterea trifazată care intră în instalație (prin intermediul unui demaror de motor).Motoarele acționate de variatoare de frecvență au devenit mai frecvente pe măsură ce aplicațiile au devenit mai complexe în ultimele decenii.Avantajul utilizării unui variator de frecvență pentru a conduce un motor este acela de a oferi controlul vitezei în aplicații precum ventilatoare, pompe și transportoare, precum și sarcini de funcționare la eficiență optimă pentru a economisi energie.

Un dezavantaj al unităților de frecvență variabilă este, totuși, potențialul de tensiuni în mod comun, care poate fi cauzat de un dezechilibru între tensiunile de intrare trifazate ale variatorului.Comutarea de mare viteză a unui invertor modulat în lățime de impuls (PWM) poate cauza probleme pentru înfășurările și rulmenții motorului, înfășurările sunt bine protejate cu un sistem de izolație anti-spike al invertorului, dar atunci când rotorul vede cum se acumulează vârfuri de tensiune, curentul caută Calea către cea mai mică rezistență la pământ: prin rulmenți.

Rulmenții motorului sunt lubrifiați cu unsoare, iar uleiul din unsoare formează o peliculă care acționează ca un dielectric.În timp, acest dielectric se defectează, nivelul tensiunii din arbore crește, dezechilibrul de curent caută calea cu cea mai mică rezistență prin rulment, ceea ce provoacă arcul lagărului, cunoscut în mod obișnuit ca EDM (Electrical Discharge Machining).De-a lungul timpului, se produce acest arc constant, suprafețele din pistele rulmentului devin casante și bucăți mici de metal din interiorul rulmentului se pot rupe.În cele din urmă, acest material deteriorat se deplasează între bilele rulmentului și pistele rulmentului, creând un efect abraziv care poate provoca îngheț sau caneluri (și poate crește zgomotul ambiental, vibrațiile și temperatura motorului).Pe măsură ce situația se înrăutățește, unele motoare pot continua să funcționeze și, în funcție de gravitatea problemei, eventualele deteriorări ale rulmenților motorului pot fi inevitabile deoarece deteriorarea a fost deja făcută.

bazat pe prevenire

Cum să devii curentul de la rulment?Cea mai obișnuită soluție este să adăugați o masă de arbore la un capăt al arborelui motorului, în special în aplicațiile în care tensiunile de mod comun pot fi mai răspândite.Împământarea arborelui este practic o modalitate de a conecta rotorul rotativ al unui motor la masă prin cadrul motorului.Adăugarea unei împământare a arborelui la motor (sau cumpărarea unui motor preinstalat) înainte de instalare poate fi un preț mic în comparație cu costurile de întreținere asociate cu înlocuirea rulmenților, ca să nu mai vorbim de costul ridicat al perioadei de nefuncționare a instalației.

Mai multe tipuri de aranjamente de împământare a arborelui sunt comune în industrie astăzi.Montarea periilor de cărbune pe suporturi este încă populară.Acestea sunt similare cu periile de carbon DC tipice, care asigură practic o conexiune electrică între părțile rotative și staționare ale circuitului motorului..Un tip relativ nou de dispozitiv de pe piață este dispozitivul inel cu perie din fibre, aceste dispozitive funcționând într-un mod similar cu periile de cărbune prin așezarea mai multor fire de fibre conductoare într-un inel în jurul arborelui.Partea exterioară a inelului rămâne staționară și este de obicei montată pe placa de capăt a motorului, în timp ce periile călătoresc pe suprafața arborelui motorului, deviând curentul prin perii și împământate în siguranță.Cu toate acestea, pentru motoarele mai mari (peste 100 CP), indiferent de dispozitivul de împământare a arborelui utilizat, se recomandă, în general, instalarea unui rulment izolat la celălalt capăt al motorului unde este instalat dispozitivul de împământare a arborelui pentru a se asigura că toate tensiunile din rotor sunt descărcat prin dispozitivul de împământare.

în concluzie

Unitățile de frecvență variabilă pot economisi energie în multe aplicații, dar fără împământare adecvată, pot cauza defecțiuni premature a motorului.Există trei lucruri de luat în considerare atunci când încercați să reduceți tensiunile de mod obișnuit în aplicațiile de convertizor de frecvență variabilă: 1) Asigurați-vă că motorul (și sistemul motorului) este împământat corespunzător.2) Determinați echilibrul adecvat al frecvenței purtătoare, care va minimiza nivelurile de zgomot și dezechilibrul de tensiune.3) Dacă se consideră necesară împământarea arborelui, selectați împământarea cea mai potrivită pentru aplicație.