Jording av motorakselen forbedrer påliteligheten til inverterdrevne motorer

Vedlikeholdsingeniører på toppen av kommersielle bygninger eller industrianlegg smører regelmessig motorer og ser etter andre tegn på tretthet, og uten forebyggende vedlikeholdsverktøy eller avansert prediktiv kontrollprogramvare for å gi varsler, kan ingeniører stoppe og tenke: "Hva er de motorene som er blir verre?"Blir det høyere, eller er dette bare min fantasi?»Den erfarne ingeniørens interne sensorer (hørsel) og fornemmelser (prediktive alarmer) av motoren kan være korrekte, over tid er lagrene i midten av ingens bevissthet.For tidlig slitasje i etuiet, men hvorfor?Vær oppmerksom på denne "nye" årsaken til lagerfeil og vet hvordan du kan forhindre det ved å eliminere vanlig modusspenninger.

Hvorfor svikter motorer?

Selv om det er mange forskjellige årsaker til motorsvikt, er den største årsaken, gang på gang, lagerfeil.Industrimotorer opplever ofte en rekke miljøfaktorer som kan påvirke levetiden til motoren negativt.Mens forurensning, fuktighet, varme eller feil belastning sikkert kan forårsake for tidlig lagersvikt, er et annet fenomen som kan forårsake lagersvikt vanlig modusspenning.

Common mode spenning

De fleste motorer som er i bruk i dag kjører på kryssspenning, noe som betyr at de er koblet direkte til trefasestrømmen som kommer inn i anlegget (via en motorstarter).Motorer drevet av frekvensomformere har blitt mer vanlig ettersom applikasjoner har blitt mer komplekse i løpet av de siste tiårene.Fordelen med å bruke en frekvensomformer for å drive en motor er å gi hastighetskontroll i applikasjoner som vifter, pumper og transportører, samt kjøre belastninger med optimal effektivitet for å spare energi.

En ulempe med frekvensomformere er imidlertid potensialet for fellesmodusspenninger, som kan være forårsaket av ubalanse mellom frekvensomformerens trefaseinngangsspenninger.Høyhastighetssvitsjingen av en pulsbreddemodulert (PWM) omformer kan forårsake problemer for motorviklinger og lagre, viklingene er godt beskyttet med et inverter anti-spike isolasjonssystem, men når rotoren ser spenningstopper samle seg, vil strømmen søker vei til minst motstand mot jord: gjennom lagre.

Motorlagre smøres med fett, og oljen i fettet danner en film som fungerer som et dielektrikum.Over tid brytes dette dielektrikumet ned, spenningsnivået i akselen øker, strømubalansen søker banen med minst motstand gjennom lageret, noe som får lageret til å bue, vanligvis kjent som EDM (Electrical Discharge Machining).Over tid oppstår denne konstante lysbuen, overflateområdene i lagerringene blir sprø, og små metallbiter inne i lageret kan gå i stykker.Til syvende og sist beveger dette skadede materialet seg mellom lagerkulene og lagerringene, og skaper en slipende effekt som kan forårsake frost eller spor (og potensielt øke omgivelsesstøy, vibrasjoner og motortemperatur).Etter hvert som situasjonen forverres, kan noen motorer fortsette å gå, og avhengig av alvorlighetsgraden av problemet, kan eventuell skade på motorlagrene være uunngåelig fordi skaden allerede er gjort.

basert på forebygging

Hvordan avlede strømmen fra lageret?Den vanligste løsningen er å legge til en akseljord til den ene enden av motorakselen, spesielt i applikasjoner der vanlige modusspenninger kan være mer utbredt.Akseljording er i utgangspunktet en måte å koble den roterende rotoren til en motor til jord gjennom motorrammen.Å legge til en akseljord til motoren (eller kjøpe en forhåndsinstallert motor) før installasjon kan være en liten pris sammenlignet med vedlikeholdskostnadene forbundet med utskifting av lager, for ikke å nevne de høye kostnadene ved nedetid i anlegget.

Flere typer akseljordingsarrangement er vanlige i bransjen i dag.Å montere kullbørster på braketter er fortsatt populært.Disse ligner på typiske DC-kullbørster, som i utgangspunktet gir en elektrisk forbindelse mellom de roterende og stasjonære delene av motorkretsen..En relativt ny type enhet på markedet er fiberbørsteringenheten, disse enhetene fungerer på samme måte som karbonbørster ved å legge flere tråder av ledende fibre i en ring rundt skaftet.Utsiden av ringen forblir stasjonær og er vanligvis montert på motorens endeplate, mens børstene kjører på overflaten av motorakselen, avleder strøm gjennom børstene og er trygt jordet.For større motorer (over 100 hk), uansett hvilken akseljordingsenhet som brukes, anbefales det imidlertid generelt å installere et isolert lager i den andre enden av motoren der akseljordingsenheten er installert for å sikre at alle spenninger i rotoren er utlades gjennom jordingsanordningen.

for å konkludere

Frekvensomformere kan spare energi i mange applikasjoner, men uten riktig jording kan de forårsake for tidlig motorsvikt.Det er tre ting du bør vurdere når du prøver å redusere fellesmodusspenninger i applikasjoner med variabel frekvens: 1) Sørg for at motoren (og motorsystemet) er ordentlig jordet.2) Bestem den riktige bærefrekvensbalansen, som vil minimere støynivåer og spenningsubalanse.3) Hvis akseljording anses nødvendig, velg den jordingen som passer best for applikasjonen.