EN
Защо двигателите с честотни преобразуватели причиняват повреди на лагерите?
Бърз отговор
Честотно регулируемите преобразователи (ЧРП) могат да създават напрежение върху вала поради високочестотното превключване вътре в инвертора. Когато това напрежение се натрупва, електрическият ток може да се разряди през лагерите на двигателя. С течение на времето тези повтарящи се разряди повреждат повърхностите на лагерите, което води до образуване на дупчици, шум, вибрации и преждевременно повреждане.
Растящото използване на двигатели с ЧРП
Честотно регулируемите преобразователи се използват широко за подобряване на енергийната ефективност и контрол на скоростта на двигателя. Те са често срещани в промишлени системи като помпи, компресори, климатични инсталации и транспортни системи.
Обаче много инженери забелязват неочакван проблем след инсталирането на системи с ЧРП: лагерите на двигателя започват да се повреждат значително по-рано от очакваното.
Този проблем не се дължи на лоша смазка или механично претоварване. В много случаи истинската причина е електрическо повреждане вътре в лагера.
Как ЧРП-те създават напрежение върху вала
За разлика от традиционните захранващи източници, които доставят гладко синусоидно напрежение, VFD регулират скоростта на двигателя чрез модулация на ширината на импулса (PWM). Този метод бързо включва и изключва напрежението при високи честоти.
По време на този процес на превключване се генерира явление, наречено напрежение на общия режим.
Това напрежение може да предизвика електрически потенциал между вала на двигателя и рамката на двигателя. Докато двигателят работи, напрежението на вала постепенно се увеличава.
Когато напрежението стане достатъчно силно, за да пробие тънкия филм от смазочен материал в лагера, се случва електрически разряд.
Какво се случва в лагера
Всеки разряд е изключително малък, но се държи като микроскопична искра между металните повърхности.
Хиляди от тези искри могат да се появят всяка секунда по време на работа на двигателя.
С течение на времето, тази повтаряща се електрическа активност причинява няколко вида увреждания:
● Пукнатини малки кратери на пистата
● Омразди – тъп сив износен повърхност
● Флутиране – равномерно разположени жлебове по пътеката на лагера
Увеличена вибрация и шум
Проучвания в промишлените моторни системи показват, че електрическото повреждане на лагерите може да отговаря за голям процент от преждевременните откази на мотори, задвижвани от честотни преобразуватели (VFD).
Предотвратяване на проблема чрез пръстени за заземяване на вала
Пръстенът за заземяване на вала предпазва лагера, като осигурява контролиран електрически път към земята. Вместо напрежението да се разрежда през лагера, пръстенът за заземяване отклонява страничния ток от въртящия се вал директно към рамката на мотора.
Пръстенът за заземяване на вала използва проводими микровлакна, които поддържат непрекъснат контакт с вала по време на въртене на мотора. Тъй като пръстенът за заземяване предлага по-ниско съпротивление в сравнение с лагера, електрическият ток естествено протича през него.
Просто предотвратително решение
За много съвременни моторни системи електрическото повреждане на лагерите не е незабавно забележимо, докато не настъпи отказ. Чрез инсталиране на пръстен за заземяване на вала още в началото на проектирането на системата инженерите могат да намалят риска от преждевременно повреждане на лагерите и да подобрят дългосрочната надеждност на мотора.
Често задавани въпроси
1. Защо двигателите с честотни преобразуватели предизвикват токове през лагерите?
Високочестотното превключване в честотните преобразуватели генерира напрежение с общ режим, което може да индуцира напрежение върху вала и да доведе до разряд през лагерите на мотора.
2. Може ли смазването да предотврати електрическото повреждане на лагерите?
Не. Смазването предпазва от механично износване, но не може да спре електрическия разряд.
3. Какъв е най-често използваният метод за защита?
Пръстените за заземяване на вала се използват широко, тъй като безопасно отвеждат страничния ток далеч от лагера.
