Как да се реши електрическата ерозия на моторните лагери

Какво предизвиква напрежението на вала в мотори, управлявани от честотни преобразуватели (ЧП)? Как могат да се тестват токовете през лагерите?

Източник на токове през лагерите

Токовете през лагерите са високочестотни разрядни токове, предизвикани от напрежението на вала и протичащи през лагерите на мотора. Основната причина е импулсно-модулираното (ШИМ) напрежение, генерирано от ЧП, което извежда редица бързо превключващи положителни и отрицателни импулси вместо синусоидална вълна. Това води до неуравновесено средно напрежение между трите фази, известно като общомодово напрежение (често проявяващо се като шестстепенна правоъгълна вълна).

В моторите, управлявани от ЧП, общомодовото напрежение индуцира напрежение на вала чрез капацитивно свързване вътре в конструкцията на мотора. Когато това напрежение надвиши диелектричната якост на смазочния филм в лагера, става разряд, който формира капацитивни токове от електрическа ерозия (ЕЕМ) които създават микроскопични вдлъбнатини и канали по повърхностите на телескопичните пътища на лагерите. При електродвигатели с по-висока мощност (обикновено >75 kW) високочестотният магнитен поток също индуцира напрежение в края на вала, което води до високочестотни циркулиращи токове които едновременно повреждат лагерите от двете страни на вала. Тези два типа токове са основните причини за електрическото повреждане на лагерите.

Капацитивни токове при електроерозионно обработване

Вътрешната структура на електродвигателя функционира подобно на кондензатор. Общото напрежение от честотния преобразовател генерира капацитивно свързано напрежение върху вала на двигателя. Това напрежение върху вала се разтоварва чрез искров разряд през лагерите към рамката на двигателя и представлява капацитивни токове при електроерозионно обработване.

Напрежението върху вала може да се измери с помощта на цифров осцилоскоп и VOLSUN зонд за измерване на напрежението върху вала . Разтоварванията се проявяват като високочестотни волтова върхове.

Тези разрядни дъги, които могат да възникват десетки хиляди пъти в секунда, увреждат смазката за лагери и предизвикват електрическо ерозионно обработване, което води до образуване на хиляди микроскопични вдлъбнатини по бяговите повърхности на лагерите. Тези вдлъбнатини, заедно с деградираната смазка, увеличават триенето и предизвикват проблеми с НВХ (шум, вибрации и грубост).

Ефекти от токовете в лагерните устройства

С течение на времето микроскопичните ямки, причинени от електрическия разряд през лагерните устройства, се натрупват и образуват видима матова повърхност, известна като „замразяване“. Лагерно устройство с такава повърхност е по-малко гладко от здраво лагерно устройство, което води до увеличено триене, по-високо топлинно отделяне и допълнителна деградация на пътечките на лагерното устройство. С течение на времето взаимодействието между електрическото повреждане и вибрациите води до образуване на ивици или шарка с форма на „плетена ограда“, известна като флутиране.

Щом веднъж се появи флутиране, отказът на лагерното устройство е неизбежен. Флутираното лагерно устройство предизвиква излишни вибрации и характерен пронизващ шум. Диаграмата по-долу илюстрира най-често срещаните типове електрическа ерозия на лагерни устройства.

Проводимото пръстеново устройство на VOLSUN, трето поколение (за заземяване на вала), благодарение на леката си конструкция и компактната си структура може да се монтира директно върху лагерни блокове, като отговаря на строгите изисквания към пространството и теглото за електрически превозни средства. Освен това функцията му „без поддръжка“ намалява натиска върху следпродажбеното обслужване, което го прави надеждно решение за решаване на проблемите с електрическата ерозия на лагерите!