Moottorin akselin maadoitus parantaa invertterikäyttöisten moottoreiden luotettavuutta

Liikerakennusten tai teollisuuslaitosten huipulla olevat huoltoinsinöörit voitelevat moottoreita säännöllisesti ja tarkistavat muita väsymyksen merkkejä. Ilman ennaltaehkäiseviä huoltotyökaluja tai kehittyneitä ennakoivia ohjausohjelmistoja, jotka antavat hälytyksiä, insinöörit saattavat pysähtyä ja miettiä: "Mitä ovat ne moottorit, jotka ovat pahenemassa?"Onko se kovempaa vai onko tämä vain mielikuvitustani?"Kokeneen insinöörin sisäiset anturit (kuulo) ja aavistukset (ennustavat hälytykset) moottorista voivat olla oikein, ajan mittaan laakerit ovat kenenkään huomaamatta.Kotelon ennenaikainen kuluminen, mutta miksi?Ole tietoinen tästä "uudesta" laakerivaurion syystä ja tiedä kuinka estää se poistamalla yhteismuotoiset jännitteet.

Miksi moottorit hajoavat?

Vaikka moottorihäiriöille on monia eri syitä, numero yksi syy kerta toisensa jälkeen on laakerien vika.Teollisuusmoottoreissa esiintyy usein erilaisia ​​ympäristötekijöitä, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti moottorin käyttöikään.Vaikka kontaminaatio, kosteus, lämpö tai virheellinen kuormitus voivat varmasti aiheuttaa ennenaikaisen laakerin vian, toinen ilmiö, joka voi aiheuttaa laakerin vaurioitumisen, on yhteismoodijännite.

Yhteistilan jännite

Suurin osa nykyään käytössä olevista moottoreista toimii ristikkäisjännitteellä, mikä tarkoittaa, että ne on kytketty suoraan laitokseen tulevaan kolmivaihevirtaan (moottorin käynnistimen kautta).Taajuusmuuttajakäyttöisistä moottoreista on tullut yleisempiä, kun sovellukset ovat monimutkaistuneet viime vuosikymmeninä.Taajuusmuuttajan käytön hyötynä moottorin käyttämiseen on nopeuden säätö sovelluksissa, kuten puhaltimissa, pumpuissa ja kuljettimissa, sekä kuormien ajo optimaalisella hyötysuhteella energian säästämiseksi.

Yksi taajuusmuuttajien haittapuoli on kuitenkin mahdollisuus yhteismuotoisiin jännitteisiin, jotka voivat johtua taajuusmuuttajan kolmivaiheisten tulojännitteiden välisestä epätasapainosta.Pulssinleveysmoduloidun (PWM) invertterin nopea kytkentä voi aiheuttaa ongelmia moottorin käämeille ja laakereille, käämit on hyvin suojattu invertterin piikkieristysjärjestelmällä, mutta kun roottori näkee jännitepiikkejä kerääntyvän, virta tulee etsii polkua pienimpään vastustukseen maata vastaan: laakereiden kautta.

Moottorin laakerit voidellaan rasvalla ja rasvassa oleva öljy muodostaa kalvon, joka toimii dielektrisenä.Ajan myötä tämä eriste hajoaa, jännitetaso akselissa kasvaa, virran epätasapaino etsii pienimmän resistanssin polkua laakerin läpi, mikä aiheuttaa laakerin kaaren, joka tunnetaan yleisesti nimellä EDM (Electrical Discharge Machining).Ajan myötä tätä jatkuvaa kipinöintiä esiintyy, laakerikenkien pinta-alat hauraavat ja laakerin sisällä olevat pienet metallipalat voivat rikkoutua.Viime kädessä tämä vaurioitunut materiaali kulkee laakeripallojen ja laakerikenoiden välillä luoden hankaavan vaikutuksen, joka voi aiheuttaa huurretta tai uria (ja mahdollisesti lisätä ympäristön melua, tärinää ja moottorin lämpötilaa).Tilanteen pahentuessa jotkin moottorit voivat jatkaa toimintaansa, ja ongelman vakavuudesta riippuen moottorin laakereiden mahdollinen vaurioituminen voi olla väistämätöntä, koska vaurio on jo tapahtunut.

ennaltaehkäisyn perusteella

Kuinka ohjata virta laakerista?Yleisin ratkaisu on lisätä akselin maadoitus moottorin akselin toiseen päähän, erityisesti sovelluksissa, joissa yhteismuotoiset jännitteet voivat olla yleisempiä.Akselin maadoitus on pohjimmiltaan tapa liittää moottorin pyörivä roottori maahan moottorin rungon läpi.Akselin maadoituksen lisääminen moottoriin (tai esiasennetun moottorin ostaminen) ennen asennusta voi olla pieni hinta verrattuna laakerien vaihtoon liittyviin ylläpitokustannuksiin, puhumattakaan laitoksen seisokkien korkeista kustannuksista.

Useat erityyppiset akselin maadoitusjärjestelyt ovat nykyään yleisiä teollisuudessa.Hiiliharjojen kiinnittäminen kannakkeisiin on edelleen suosittua.Nämä ovat samanlaisia ​​kuin tyypilliset DC-hiiliharjat, jotka periaatteessa muodostavat sähköisen yhteyden moottoripiirin pyörivien ja kiinteiden osien välillä..Suhteellisen uusi laite markkinoilla on kuituharjarengas, nämä laitteet toimivat samalla tavalla kuin hiiliharjat asettamalla useita johtavia kuituja renkaaseen akselin ympärille.Renkaan ulkopinta pysyy paikallaan ja asennetaan yleensä moottorin päätylevyyn, kun taas harjat kulkevat moottorin akselin pinnalla ohjaten virtaa harjojen läpi ja maadoitettuna turvallisesti.Kuitenkin suuremmissa moottoreissa (yli 100 hv) käytetystä akselin maadoituslaitteesta riippumatta on yleensä suositeltavaa asentaa eristetty laakeri moottorin toiseen päähän, johon akselin maadoituslaite on asennettu, jotta varmistetaan, että kaikki roottorin jännitteet ovat purkautuu maadoituslaitteen kautta.

tiivistettynä

Taajuusmuuttajat voivat säästää energiaa monissa sovelluksissa, mutta ilman asianmukaista maadoitusta ne voivat aiheuttaa ennenaikaisen moottorihäiriön.On kolme asiaa, jotka on otettava huomioon, kun yritetään vähentää yhteismuotoisia jännitteitä taajuusmuuttajasovelluksissa: 1) Varmista, että moottori (ja moottorijärjestelmä) on maadoitettu oikein.2) Määritä oikea kantoaaltotaajuustasapaino, joka minimoi melutasot ja jännitteen epätasapainon.3) Jos akselin maadoitus katsotaan tarpeelliseksi, valitse sovellukseen parhaiten sopiva maadoitus.