EN
Hvordan man løser elektrisk erosion af motorlager
Hvad forårsager akselspænding i motorer, der styres af frekvensomformere (VFD’er)? Hvordan kan lejerkredsløb testes?
Kilde til lejerkredsløb
Lejerkredsløb er udledningsstrømme med høj frekvens, der drives af akselspænding og løber gennem motorlejerne. Den egentlige årsag ligger i den pulsbreddejusterede (PWM) spænding, som VFD’er genererer, og som udsender en række hurtigt skiftende positive og negative impulser i stedet for en sinusformet bølge. Dette skaber en ubalanceret gennemsnitsspænding på tværs af de tre faser, kendt som fællesmodus-spænding (ofte fremtrædende som en seksskridts firkantbølge).
I motorer, der styres af VFD’er, inducerer fællesmodus-spændingen akselspænding via kapacitiv kobling inden i motorens indre struktur. Når denne spænding overstiger isoleringsstyrken i lejernes smørefilms isolering, finder der en udledning sted, hvilket danner kapacitive EDM-strømme (Electrical Discharge Machining) der skaber mikro-pitter og riller på lejekamme. I motorer med højere effekt (typisk >75 kW) inducerer også magnetisk højfrekvent flux spænding i akslen, hvilket fører til højfrekvente cirkulerende strømme der samtidigt beskadiger lejerne i begge ender. Disse to typer strømme er de primære årsager til elektrisk lejeskade.
Kapacitive elektriske udladningsmaskineringsstrømme
Den indre konstruktion af en elmotor fungerer på lignende måde som en kondensator. Fællesmodus-spændingen fra frekvensomformeren genererer en kapacitivt koblet spænding på motorakslen. Denne akselspænding udlades gennem gnistovergang over lejerne til motorrammen og udgør kapacitive EDM-strømme.
Akselspænding kan måles ved hjælp af et digitalt oscilloskop og en VOLSUN Akselspændingsprobe . Udladninger vises som højfrekvente spændingstoppe.
Disse udledningsbuer, som kan forekomme titusinder af gange pr. sekund, nedbryder lejersmøren og forårsager elektrisk udladningsmaskinbearbejdning, hvilket resulterer i tusindvis af mikroskopiske huller på lejerrullerbanerne. Disse huller sammen med den nedbrudte smørelse øger friktionen og fører til NVH-problemer (støj, vibration og hårdhed).
Højfrekvente cirkulerende strømme
Højfrekvente strømme i VFD-udgangen kobles kapacitivt til motorkarrosset og løber gennem det for at finde jordforbindelse. Når disse strømme løber gennem karrosset, genererer de højfrekvent magnetisk flux inden i motoren. Denne flux inducerer igen en højfrekvent spænding fra ende til ende på akslen. I større motorer er spændingen fra ende til ende på akslen tilstrækkeligt høj til at drive højfrekvente cirkulerende strømme gennem lejerne.
Denne cirkulerende strøm løber fra akslen til rammen via et leje og fra rammen tilbage til aksen via det andet leje. Resultatet er en cirkulerende strømsløjfe mellem aksen og motorrammen, hvilket skader begge lejer samtidigt.
Effekter af lejestrømme
Med tiden akkumuleres de mikroskopiske pitter, der forårsages af buegennemslag gennem lejerne, til en synlig mat overflade, der kaldes 'frosting'. Et 'frosted' leje er mindre glat end et sundt leje, hvilket fører til øget friktion, højere varmeudvikling og yderligere forringelse af lejekanalerne. Med tiden giver samspillet mellem elektrisk beskadigelse og vibration anledning til et striberet eller 'picket fence'-mønster, der kendes som 'fluting'.
Når 'fluting' først er opstået, er lejefejl uundgåelig. Et 'fluted' leje forårsager overdreven vibration og en karakteristisk skrigen lyd. Diagrammet nedenfor illustrerer almindelige typer elektrisk erosion af lejer.
VOLSUN's 3. generation ledende ring (aksejordningsring), med sin letvægtskonstruktion og kompakte struktur kan monteres direkte på lejer, hvilket opfylder de strenge krav til plads og vægt i elbiler. Desuden reducerer dets vedligeholdelsesfrie funktion trykket på eftersalgsservice, hvilket gør det til en pålidelig løsning til bekæmpelse af elektrisk erosion i lejer!
