Jording af motorakslen forbedrer pålideligheden af ​​inverterdrevne motorer

Vedligeholdelsesingeniører på toppen af ​​kommercielle bygninger eller industrianlæg eftersmører jævnligt motorer og tjekker for andre tegn på træthed, og uden forebyggende vedligeholdelsesværktøjer eller avanceret forudsigelig kontrolsoftware til at give advarsler, kan ingeniører stoppe op og tænke: "Hvad er de motorer, der er bliver værre?"Bliver det højere, eller er det bare min fantasi?”Den erfarne ingeniørs interne sensorer (høring) og fornemmelser (forudsigende alarmer) af motoren kan være korrekte, med tiden er lejerne midt i ingens bevidsthed.For tidligt slid i etuiet, men hvorfor?Vær opmærksom på denne "nye" årsag til lejefejl, og ved, hvordan du forhindrer det ved at eliminere common mode spændinger.

Hvorfor fejler motorer?

Mens der er mange forskellige årsager til motorfejl, er den største årsag, gang på gang, lejefejl.Industrielle motorer oplever ofte en række miljøfaktorer, som kan påvirke motorens levetid negativt.Mens forurening, fugt, varme eller forkert belastning helt sikkert kan forårsage for tidlig lejefejl, er et andet fænomen, der kan forårsage lejefejl, common mode spænding.

Common mode spænding

De fleste motorer, der er i brug i dag, kører på krydsspænding, hvilket betyder, at de er forbundet direkte til den trefasede strøm, der kommer ind i anlægget (via en motorstarter).Motorer drevet af frekvensomformere er blevet mere almindelige, da applikationer er blevet mere komplekse i løbet af de sidste par årtier.Fordelen ved at bruge et drev med variabel frekvens til at drive en motor er at give hastighedskontrol i applikationer som ventilatorer, pumper og transportører, samt køre belastninger med optimal effektivitet for at spare energi.

En ulempe ved frekvensomformere er imidlertid potentialet for common mode spændinger, som kan være forårsaget af en ubalance mellem drevets trefasede indgangsspændinger.Højhastighedskoblingen af ​​en pulsbredde-moduleret (PWM) inverter kan give problemer for motorviklinger og lejer, viklingerne er godt beskyttet med et inverter anti-spike isoleringssystem, men når rotoren ser spændingsspidser samle sig, vil strømmen søger Vej til mindste modstand mod jord: gennem lejer.

Motorlejer smøres med fedt, og olien i fedtet danner en film, der fungerer som et dielektrikum.Over tid bryder dette dielektrikum ned, spændingsniveauet i akslen stiger, strømubalancen søger den mindste modstands vej gennem lejet, hvilket får lejet til at bue, almindeligvis kendt som EDM (Electrical Discharge Machining).Over tid opstår denne konstante buedannelse, overfladearealerne i lejerne bliver sprøde, og små metalstykker inde i lejet kan gå i stykker.I sidste ende bevæger dette beskadigede materiale sig mellem lejekuglerne og lejeringene, hvilket skaber en slibende effekt, der kan forårsage frost eller riller (og potentielt øge den omgivende støj, vibrationer og motortemperatur).Efterhånden som situationen forværres, kan nogle motorer fortsætte med at køre, og afhængigt af problemets alvor kan eventuel skade på motorlejerne være uundgåelig, fordi skaden allerede er sket.

baseret på forebyggelse

Hvordan afledes strømmen fra lejet?Den mest almindelige løsning er at tilføje en akseljord til den ene ende af motorakslen, især i applikationer, hvor common mode spændinger kan være mere udbredte.Akseljording er grundlæggende en måde at forbinde en motors roterende rotor til jord gennem motorrammen.Tilføjelse af en akseljord til motoren (eller køb af en forudinstalleret motor) før installation kan være en lille pris sammenlignet med vedligeholdelsesomkostningerne forbundet med lejeudskiftning, for ikke at nævne de høje omkostninger ved anlæggets nedetid.

Flere typer akseljordingsarrangementer er almindelige i industrien i dag.Montering af kulbørster på beslag er stadig populært.Disse ligner typiske DC kulbørster, som grundlæggende giver en elektrisk forbindelse mellem de roterende og stationære dele af motorkredsløbet..En relativt ny type enhed på markedet er fiberbørsteringen, disse enheder fungerer på samme måde som kulbørster ved at lægge flere tråde af ledende fibre i en ring rundt om skaftet.Ydersiden af ​​ringen forbliver stationær og er normalt monteret på motorens endeplade, mens børsterne kører på overfladen af ​​motorakslen, afleder strøm gennem børsterne og er sikkert jordet.Men for større motorer (over 100 hk), uanset hvilken akseljordingsanordning, der anvendes, anbefales det generelt at installere et isoleret leje i den anden ende af motoren, hvor akseljordingsanordningen er installeret for at sikre, at alle spændinger i rotoren er aflades gennem jordingsanordningen.

Afslutningsvis

Frekvensomformere kan spare energi i mange applikationer, men uden ordentlig jording kan de forårsage for tidlig motorfejl.Der er tre ting at overveje, når du forsøger at reducere common mode spændinger i applikationer med variabel frekvensomformer: 1) Sørg for, at motoren (og motorsystemet) er korrekt jordet.2) Bestem den korrekte bærefrekvensbalance, som vil minimere støjniveauer og spændingsubalance.3) Hvis akseljording anses for nødvendig, skal du vælge den jording, der passer bedst til applikationen.