Заземлення вала двигуна підвищує надійність двигунів з інверторним живленням

Інженери з технічного обслуговування на дахах комерційних будівель або промислових підприємств регулярно змащують двигуни та перевіряють інші ознаки втоми, і без інструментів профілактичного обслуговування чи передового програмного забезпечення для прогнозування керування, яке б надавало сповіщення, інженери можуть зупинитися і подумати: «Що це за двигуни, які погіршується?"Він стає голоснішим чи це лише моя уява?»Внутрішні датчики (слух) і передчуття (прогнозні тривоги) двигуна досвідченого інженера можуть бути правильними, але з часом підшипники залишаються в центрі уваги.Передчасний знос корпусу, але чому?Пам’ятайте про цю «нову» причину несправності підшипників і знайте, як запобігти цьому, усунувши синфазну напругу.

Чому мотори виходять з ладу?

Хоча існує багато різних причин поломки двигуна, причиною номер один знову і знову є поломка підшипника.Промислові двигуни часто зазнають впливу різних факторів навколишнього середовища, які можуть негативно вплинути на термін служби двигуна.У той час як забруднення, вологість, тепло або неправильне навантаження, безумовно, можуть спричинити передчасний вихід підшипника з ладу, іншим явищем, яке може спричинити вихід з ладу підшипника, є синфазна напруга.

Синфазна напруга

Більшість двигунів, що використовуються сьогодні, працюють від перехресної напруги, що означає, що вони підключені безпосередньо до трифазної мережі, що надходить у об’єкт (через пускач двигуна).Двигуни, що приводяться в дію приводами зі змінною частотою, стають все більш поширеними, оскільки за останні кілька десятиліть застосування стало більш складним.Перевага використання приводу змінної частоти для приводу двигуна полягає в тому, щоб забезпечити керування швидкістю в таких додатках, як вентилятори, насоси та конвеєри, а також робочі навантаження з оптимальною ефективністю для економії енергії.

Однак одним із недоліків частотно-регульованих приводів є можливість синфазної напруги, яка може бути викликана дисбалансом між трифазною вхідною напругою приводу.Високошвидкісне перемикання інвертора з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) може спричинити проблеми з обмотками двигуна та підшипниками, обмотки добре захищені системою ізоляції інвертора проти стрибків, але коли ротор бачить накопичення стрибків напруги, струм шукає шлях до найменшого опору землі: через підшипники.

Підшипники двигуна змащуються мастилом, і масло в мастилі утворює плівку, яка діє як діелектрик.З часом цей діелектрик руйнується, рівень напруги у валу зростає, дисбаланс струму шукає шлях найменшого опору через підшипник, що спричиняє виникнення дуги в підшипнику, широко відоме як EDM (Електророзрядна обробка).Згодом виникає це постійне дугоподібне розрядження, поверхні дисків підшипників стають крихкими, і крихітні шматочки металу всередині підшипника можуть зламатися.Зрештою, цей пошкоджений матеріал рухається між кульками підшипника та кільцями підшипника, створюючи абразивний ефект, який може спричинити іній або канавки (і потенційно збільшити навколишній шум, вібрацію та температуру двигуна).Коли ситуація погіршується, деякі двигуни можуть продовжувати працювати, і залежно від серйозності проблеми можливе пошкодження підшипників двигуна може бути неминучим, оскільки пошкодження вже завдано.

на основі профілактики

Як відвести струм від підшипника?Найпоширенішим рішенням є додавання заземлення вала до одного кінця вала двигуна, особливо в додатках, де синфазні напруги можуть бути більш поширеними.Заземлення вала — це, по суті, спосіб підключення обертового ротора двигуна до землі через корпус двигуна.Додавання заземлення вала до двигуна (або придбання попередньо встановленого двигуна) перед встановленням може бути невеликою ціною порівняно з витратами на обслуговування, пов’язаними із заміною підшипників, не кажучи вже про високу вартість простою обладнання.

Сьогодні в промисловості поширені кілька типів пристроїв заземлення валу.Як і раніше популярне кріплення вугільних щіток на кронштейнах.Вони схожі на типові вугільні щітки постійного струму, які в основному забезпечують електричне з’єднання між обертовою та нерухомою частинами ланцюга двигуна..Відносно новим типом пристрою на ринку є кільцевий пристрій із волокнистою щіткою, ці пристрої працюють подібно до вугільних щіток, укладаючи кілька ниток провідних волокон у кільце навколо валу.Зовнішній бік кільця залишається нерухомим і зазвичай монтується на торцевій пластині двигуна, тоді як щітки їздять по поверхні вала двигуна, відводячи струм через щітки та безпечно заземлюючи.Однак для більших двигунів (понад 100 к.с.), незалежно від використовуваного пристрою заземлення вала, зазвичай рекомендується встановлювати ізольований підшипник на іншому кінці двигуна, де встановлено пристрій заземлення вала, щоб забезпечити рівність усіх напруг у роторі. розряджається через заземлюючий пристрій.

на закінчення

Приводи змінної частоти можуть економити енергію в багатьох сферах застосування, але без належного заземлення вони можуть спричинити передчасний вихід двигуна з ладу.Є три речі, які слід враховувати, намагаючись зменшити синфазну напругу в системах приводу змінної частоти: 1) Переконайтеся, що двигун (і система двигуна) належним чином заземлені.2) Визначте належний баланс несучої частоти, який мінімізує рівень шуму та дисбаланс напруги.3) Якщо заземлення валу вважається необхідним, виберіть заземлення, яке найкраще підходить для застосування.