Uzemnenie hriadeľa motora zlepšuje spoľahlivosť motorov poháňaných meničom

Inžinieri údržby na vrcholoch komerčných budov alebo priemyselných závodov pravidelne premazávajú motory a kontrolujú ďalšie známky únavy a bez nástrojov preventívnej údržby alebo pokročilého prediktívneho riadiaceho softvéru na poskytovanie upozornení sa môžu inžinieri zastaviť a pomyslieť si: „Aké sú tie motory? zhoršuje?"Je to čoraz hlasnejšie, alebo je to len moja predstava?"Vnútorné senzory (sluch) a tušenie (prediktívne alarmy) motora skúseného inžiniera môžu byť správne, časom sa o ložiskách nikto nevie.Predčasné opotrebovanie v puzdre, ale prečo?Buďte si vedomí tejto „novej“ príčiny zlyhania ložísk a vedzte, ako tomu zabrániť odstránením napätí v bežnom režime.

Prečo motory zlyhávajú?

Aj keď existuje veľa rôznych príčin zlyhania motora, hlavnou príčinou je znova a znova porucha ložísk.Priemyselné motory sú často vystavené rôznym environmentálnym faktorom, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvniť životnosť motora.Zatiaľ čo kontaminácia, vlhkosť, teplo alebo nesprávne zaťaženie môžu určite spôsobiť predčasné zlyhanie ložiska, ďalším javom, ktorý môže spôsobiť zlyhanie ložiska, je napätie v bežnom režime.

Napätie bežného režimu

Väčšina motorov, ktoré sa dnes používajú, beží na krížovom napätí, čo znamená, že sú pripojené priamo k trojfázovému napájaniu vstupujúcim do zariadenia (cez motorový štartér).Motory poháňané pohonmi s premenlivou frekvenciou sa stali bežnejšími, pretože aplikácie sa v posledných desaťročiach stali zložitejšími.Výhodou použitia pohonu s premenlivou frekvenciou na pohon motora je zabezpečenie regulácie otáčok v aplikáciách, ako sú ventilátory, čerpadlá a dopravníky, ako aj prevádzkové zaťaženie s optimálnou účinnosťou, aby sa šetrila energia.

Jednou nevýhodou meničov s premenlivou frekvenciou je však potenciál pre napätie v bežnom režime, ktoré môže byť spôsobené nerovnováhou medzi trojfázovými vstupnými napätiami meniča.Vysokorýchlostné spínanie meniča s modulovanou šírkou impulzov (PWM) môže spôsobiť problémy vinutiam motora a ložiskám, vinutia sú dobre chránené protihrotovým izolačným systémom meniča, ale keď rotor vidí, že sa hromadia napäťové špičky, prúd hľadá cestu k najmenšiemu odporu voči zemi: cez ložiská.

Ložiská motora sú mazané mazivom a olej v mazive vytvára film, ktorý pôsobí ako dielektrikum.Časom sa toto dielektrikum rozpadne, úroveň napätia v hriadeli sa zvýši, prúdová nerovnováha si hľadá cestu najmenšieho odporu cez ložisko, čo spôsobí oblúk ložiska, bežne známy ako EDM (Electrical Discharge Machining).V priebehu času dochádza k tomuto neustálemu iskreniu, povrchové oblasti v ložiskových krúžkoch sa stávajú krehkými a drobné kúsky kovu vo vnútri ložiska sa môžu zlomiť.V konečnom dôsledku sa tento poškodený materiál pohybuje medzi ložiskovými guličkami a ložiskovými dráhami a vytvára abrazívny efekt, ktorý môže spôsobiť námrazu alebo drážky (a potenciálne zvýšiť okolitý hluk, vibrácie a teplotu motora).Keď sa situácia zhorší, niektoré motory môžu naďalej bežať a v závislosti od závažnosti problému môže byť nevyhnutné poškodenie ložísk motora, pretože poškodenie už bolo spôsobené.

na základe prevencie

Ako odviesť prúd z ložiska?Najbežnejším riešením je pridanie uzemnenia hriadeľa na jeden koniec hriadeľa motora, najmä v aplikáciách, kde môžu prevládať bežné napätia.Uzemnenie hriadeľa je v podstate spôsob pripojenia rotujúceho rotora motora k zemi cez rám motora.Pridanie uzemnenia hriadeľa k motoru (alebo kúpa predinštalovaného motora) pred inštaláciou môže predstavovať nízku cenu v porovnaní s nákladmi na údržbu spojenú s výmenou ložísk, nehovoriac o vysokých nákladoch na prestoje zariadenia.

V dnešnom priemysle je bežných niekoľko typov usporiadania uzemnenia hriadeľa.Montáž uhlíkových kefiek na držiaky je stále populárna.Sú podobné typickým DC uhlíkovým kefám, ktoré v podstate zabezpečujú elektrické spojenie medzi rotujúcimi a stacionárnymi časťami obvodu motora..Relatívne novým typom zariadenia na trhu je prstencové zariadenie s vláknitou kefou, tieto zariadenia fungujú podobne ako uhlíkové kefky ukladaním viacerých prameňov vodivých vlákien do krúžku okolo hriadeľa.Vonkajšia časť krúžku zostáva nehybná a je zvyčajne namontovaná na koncovej doske motora, zatiaľ čo kefy jazdia na povrchu hriadeľa motora, odvádzajú prúd cez kefky a sú bezpečne uzemnené.Pri väčších motoroch (nad 100 k), bez ohľadu na použité uzemňovacie zariadenie hriadeľa, sa však vo všeobecnosti odporúča nainštalovať izolované ložisko na druhý koniec motora, kde je nainštalované uzemňovacie zariadenie hriadeľa, aby sa zabezpečilo, že všetky napätia v rotore budú vybité cez uzemňovacie zariadenie.

na záver

Pohony s premenlivou frekvenciou môžu ušetriť energiu v mnohých aplikáciách, ale bez správneho uzemnenia môžu spôsobiť predčasné zlyhanie motora.Pri pokuse o zníženie napätia v bežnom režime v aplikáciách pohonov s premenlivou frekvenciou je potrebné zvážiť tri veci: 1) Uistite sa, že motor (a systém motora) je správne uzemnený.2) Určite správnu rovnováhu nosnej frekvencie, ktorá minimalizuje hladinu hluku a nerovnováhu napätia.3) Ak sa uzemnenie hriadeľa považuje za potrebné, vyberte uzemnenie najvhodnejšie pre danú aplikáciu.