Пръстен за заземяване на вала: как защитава лагерите на електродвигателите от електрически повреди

Докато електрическите двигатели се движат към по-висока скорост, по-голяма мощност и по-честа употреба на честотни преобразуватели (VFD), токовете във вала и електрическите повреди на лагерите стават все по-важни проблеми за надеждността.

Високочестотното напрежение, генерирано от инверторите, може да индуцира нежелани токове във вала на двигателя. Ако тези токове преминават през лагерите, повтарящите се електрически разряди могат да предизвикат образуване на дупчици, канали, деградация на смазката и преждевременно повреждане на лагерите.

Aпръстен за заземяване на вала (SGR) осигурява специално отделен път с ниско съпротивление, за да отклони тока от вала далеч от лагерите и безопасно да го изведе към земята.

Каква е функцията на пръстена за заземяване на вала?

Основната функция на пръстена за заземяване на вала е да промени пътя на нежелания ток във вала .

При двигател с инверторно задвижване общото напрежение, генерирано от ШИМ-превключването, може да създаде електрически потенциал върху вала на двигателя. При определени работни условия токът може да преминава през лагерите на двигателя, преди да достигне земята.

Това създава разрушителен път за тока:

Вал → Лагер → Каркас на двигателя → Земя

Пръстенът за заземяване на вала създава алтернативен път:

Вал → Пръстен за заземяване на вала → Каркас на двигателя → Земя

Като осигурява контролиран проводим път, пръстенът за заземяване помага да се предотврати включването на лагерите в електрическата верига.

Основна стойност: Променете пътя на тока, защитете лагерите.

Този принцип прави пръстените за заземяване на вала особено полезни за двигатели, изложени на високочестотно превключване, високи ъглови скорости или дълги периоди на непрекъсната работа.

Защо токът през вала е проблем за лагерите на двигателя?

Лагерите на двигателя са проектирани да поемат механични натоварвания и да осигуряват гладко въртене — а не да пренасят електрически ток.

Когато електрическият разряд се появява многократно през лагера, върху пътечката на лагера и ролковите елементи може да се образува микроскопично повреждане. С течение на времето това може да доведе до:

· Електрическо точково изгаряне и канавки

· Деградация на смазочното вещество

· Увеличен шум и вибрации

· Намаляване на експлоатационния срок на лагера

· Непредвидени поддръжка и простои

Рискът може да е особено значим при Двигатели с честотни преобразуватели, високоскоростни двигатели, задвижващи двигатели за електромобили (EV) и други съвременни електрически задвижващи системи .

Поради тази причина защитата срещу токове през лагерите трябва да се взема предвид още при проектирането на двигателя и интеграцията на системата, а не само след появата на повреждания по лагерите.

Как работи пръстенът за заземяване на вала?

Пръстен за заземяване на вала използва проводими елементи, за да поддържа електрически контакт с въртящия се вал.

Когато възникне нежелано напрежение на вала, проводимият пръстен осигурява път с по-ниско съпротивление за тока. Токът се отвежда през пръстена за заземяване, предава се към рамката на двигателя и след това се свързва със системата за заземяване.

Ефективността на решението за заземяване на вала зависи от повече неща, отколкото просто установяването на електрически контакт. Трябва да се вземат предвид и фактори като диаметър на вала, ъглова скорост, контактно съпротивление, положение на монтажа, конструкция на двигателя, температура и работна среда .

Правилно проектиран пръстен за заземяване трябва да поддържа надежден контакт и едновременно да осигурява стабилна електрическа производителност по време на дълготрайна експлоатация на двигателя.

Къде се използват пръстени за заземяване на вала?

Технологията за заземяване на вала може да се прилага към различни двигатели и въртящи се машини, при които електрическият ток може да повлияе върху надеждността на лагерите.

Двигатели за задвижване на нови енергийни превозни средства

Съвременните EV двигатели се развиват към по-високо напрежение, по-висока скорост и по-голяма мощност на единица обем системите, използващи архитектури от 800 V, SiC силови елементи и високоскоростни задвижвания, могат да създадат предизвикателни електрически условия за лагерите на двигателя.

Пръстен за заземяване на вала може да осигури контролиран път за нежеланите токове през вала и да допринесе за подобряване на защитата на лагерите.

Промишлени мотори с честотни преобразуватели

Моторите, задвижвани от честотни преобразуватели, са едно от най-често срещаните приложения за заземяване на валове. Типичното оборудване включва:

· Промишлени вентилатори

· Водни помпи

· Компресори

· Транспортьори

· Серво системи

Специалната пътека за вала ток може да помогне за намаляване на риска от електрическа ерозия по време на непрекъсната работа.

HVAC Системи

Съвременните климатични системи често използват двигатели, вентилатори, помпи и компресори с променлива скорост. Заземяването на вала може да бъде включено в стратегиите за защита на двигателя там, където има загриженост относно вала ток, индуциран от инвертор.

Вятърни турбини и големи въртящи се машини

Вятърните турбини, генераторите, големите двигатели и другото въртящо се оборудване могат да работят непрекъснато при изискващи условия.

Защитата на лагерите от електрически повреди може да помогне за подобряване на надеждността на оборудването и намаляване на непланираното обслужване.

Защо да изберете Volsun за решения за заземяване на вала?

Пръстенът за заземяване на вала може да е малък компонент, но неговата производителност може да окаже важно влияние върху надеждността на лагерите на двигателя.

Volsun се фокусира върху решения за заземяване на вала, специфични за приложението , като комбинира разработване на продукти с инженерна поддръжка.

Нашият подход обхваща целия процес:

Диагностика на работните условия → Анализ на проблема → Проектиране на решение → Разработка на прототип → Тестване и валидиране → Масово производство

Това позволява оценката на решението за заземяване според реалното приложение на двигателя, а не само според диаметъра на вала.

За Електромобилни двигатели (EV), двигатели с честотни преобразуватели (VFD), индустриални двигатели, климатични инсталации, помпи, вентилатори, вятърни турбини и друга въртяща се техника , Volsun може да подпомогне клиентите си в разработването на подходящи решения за заземяване на валовете.

Пазете лагерите, като контролирате пътя на тока

С непрекъснатото развитие на технологиите за двигатели предотвратяването на електрически повреди на лагерите става все по-важна част от надеждността на двигателите.

Aколан за заземяване на вала предоставя практически начин за пренасочване на нежеланите токове по вала далеч от лагерите и към контролиран път за заземяване.

Дали решавате проблема с Токовете по вала на EV двигатели, токовете по вала, индуцирани от VFD, или електрическата ерозия в индустриални двигатели , принципът е прост:

Не позволявайте лагерите да станат път за тока.

Волсън Шафт Граундинг Ринг — променяне на пътя на тока, за да се помогне за защита на лагерите.

Често задавани въпроси: Шафт Граундинг Ринг

Какво е пръстен за заземяване на вала?

Шафт Граундинг Ринг е проводимо устройство, монтирано върху или около вала на електродвигател, за да осигури път с ниско съпротивление за нежелания ток по вала и да помогне за предотвратяване на преминаването на електрически ток през лагерите.

Защо двигателите с честотни преобразуватели (VFD) имат нужда от шафт граундинг?

VFD-те използват високочестотно ШИМ превключване, което може да генерира общо напрежение и да индуцира ток по вала. Шафт Граундинг Ринг може да осигури алтернативен път за този ток и да помогне за намаляване на риска от електрическо повреждане на лагерите.

Може ли Шафт Граундинг Ринг да се използва за електромотори на ЕВ?

Да. Шафт Граундинг Ринг може да се използва в ЕВ и други високоскоростни електромотори, при които токът по вала, свързан с инвертора, може да повлияе на надеждността на лагерите.

Предлага ли Волсън персонализирани Шафт Граундинг Ринг?

Да. Volsun може да разработва персонализирани решения за заземителни пръстени според диаметъра на вала, конструкцията на електродвигателя, наличното монтажно пространство, работните условия и други приложни изисквания.

Какви фактори трябва да се вземат предвид при избора на заземителен пръстен за вал?

Важни фактори включват диаметъра на вала, скоростта на електродвигателя, работната температура, монтажната позиция, контактното съпротивление, конструкцията на лагерите, конфигурацията на заземяването и очакваният срок на експлоатация.