Uzemnění hřídele motoru zlepšuje spolehlivost motorů napájených invertorem

Technici údržby na vrcholcích komerčních budov nebo průmyslových závodů pravidelně domazávají motory a kontrolují další známky únavy, a bez nástrojů preventivní údržby nebo pokročilého softwaru prediktivního řízení, který by poskytoval výstrahy, se technici mohou zastavit a přemýšlet: „Co jsou ty motory, zhoršuje?"Je to stále hlasitější, nebo je to jen moje představa?"Interní senzory (sluch) a tušení (prediktivní alarmy) motoru zkušeného inženýra mohou být správné, postupem času jsou ložiska uprostřed pozornosti nikoho.Předčasné opotřebení v pouzdře, ale proč?Buďte si vědomi této „nové“ příčiny selhání ložisek a uvědomte si, jak tomu předejít odstraněním napětí v souosém režimu.

Proč motory selhávají?

I když existuje mnoho různých příčin selhání motoru, příčinou číslo jedna je znovu a znovu selhání ložisek.U průmyslových motorů se často vyskytují různé faktory prostředí, které mohou nepříznivě ovlivnit životnost motoru.Zatímco kontaminace, vlhkost, teplo nebo nesprávné zatížení mohou jistě způsobit předčasné selhání ložiska, dalším jevem, který může způsobit selhání ložiska, je napětí v součinném režimu.

Napětí v běžném režimu

Většina motorů, které se dnes používají, běží na křížové napětí, což znamená, že jsou připojeny přímo k třífázovému napájení vstupujícímu do zařízení (přes motorový spouštěč).Motory poháněné měniči s proměnnou frekvencí se staly běžnějšími, protože aplikace se v posledních několika desetiletích staly složitějšími.Výhodou použití měniče s proměnnou frekvencí k pohonu motoru je zajištění regulace rychlosti v aplikacích, jako jsou ventilátory, čerpadla a dopravníky, stejně jako provozování zátěže s optimální účinností pro úsporu energie.

Jednou nevýhodou frekvenčních měničů je však potenciál pro soufázové napětí, které může být způsobeno nerovnováhou mezi třífázovými vstupními napětími měniče.Vysokorychlostní spínání pulsně šířkově modulovaného (PWM) měniče může způsobit problémy vinutí motoru a ložisek, vinutí jsou dobře chráněna protišpičkovým izolačním systémem měniče, ale když rotor vidí hromadění napěťových špiček, proud hledá cestu k nejmenšímu odporu vůči zemi: přes ložiska.

Ložiska motoru jsou mazána mazivem a olej v mazivu vytváří film, který působí jako dielektrikum.Postupem času se toto dielektrikum rozbije, napěťová hladina na hřídeli se zvýší, proudová nerovnováha hledá cestu nejmenšího odporu přes ložisko, což způsobí oblouk v ložisku, běžně známý jako EDM (Electrical Discharge Machining).V průběhu času dochází k tomuto neustálému jiskření, povrchové oblasti v ložiskových kroužcích zkřehnou a drobné kousky kovu uvnitř ložiska se mohou zlomit.Nakonec se tento poškozený materiál pohybuje mezi ložiskovými kuličkami a kroužky ložiska a vytváří abrazivní účinek, který může způsobit námrazu nebo drážky (a potenciálně zvýšit okolní hluk, vibrace a teplotu motoru).Jak se situace zhoršuje, některé motory mohou pokračovat v chodu a v závislosti na závažnosti problému může být nevyhnutelné případné poškození ložisek motoru, protože poškození již bylo způsobeno.

založené na prevenci

Jak odvést proud z ložiska?Nejběžnějším řešením je přidání uzemnění hřídele k jednomu konci hřídele motoru, zejména v aplikacích, kde mohou převládat souosé napětí.Uzemnění hřídele je v podstatě způsob připojení rotujícího rotoru motoru k zemi přes rám motoru.Přidání uzemnění hřídele k motoru (nebo nákup předinstalovaného motoru) před instalací může být nízkou cenou ve srovnání s náklady na údržbu spojenou s výměnou ložisek, nemluvě o vysokých nákladech na odstávky zařízení.

V dnešním průmyslu je běžných několik typů uspořádání uzemnění hřídele.Montáž uhlíkových kartáčů na držáky je stále oblíbená.Jsou podobné typickým stejnosměrným uhlíkovým kartáčům, které v podstatě zajišťují elektrické spojení mezi rotujícími a stacionárními částmi obvodu motoru..Relativně novým typem zařízení na trhu je zařízení s vláknovým kartáčovým prstencem, tato zařízení fungují podobným způsobem jako uhlíkové kartáče tím, že pokládají více pramenů vodivých vláken v prstenci kolem hřídele.Vnější strana kroužku zůstává nehybná a je obvykle namontována na koncové desce motoru, zatímco kartáče jezdí po povrchu hřídele motoru, odvádějí proud přes kartáče a jsou bezpečně uzemněny.U větších motorů (nad 100 hp), bez ohledu na použité uzemňovací zařízení hřídele, se však obecně doporučuje nainstalovat izolované ložisko na druhý konec motoru, kde je nainstalováno uzemňovací zařízení hřídele, aby bylo zajištěno, že všechna napětí v rotoru jsou vybité přes uzemňovací zařízení.

na závěr

Frekvenční měniče mohou v mnoha aplikacích šetřit energii, ale bez řádného uzemnění mohou způsobit předčasné selhání motoru.Při pokusu o snížení souosého napětí v aplikacích měničů kmitočtu je třeba zvážit tři věci: 1) Ujistěte se, že motor (a systém motoru) je správně uzemněn.2) Určete správné vyvážení nosné frekvence, které minimalizuje hladiny šumu a napěťovou nerovnováhu.3) Pokud je uzemnění hřídele považováno za nezbytné, vyberte uzemnění nejvhodnější pro danou aplikaci.