Πώς να επιλύσετε την ηλεκτρική διάβρωση των κουζινέτων κινητήρα

Τι προκαλεί την τάση άξονα σε κινητήρες που λειτουργούν με Μεταβλητούς Συχνότητας Κινητήρες (VFD); Πώς μπορούν να δοκιμαστούν οι ρεύματα των εδράνων;

Πηγή των Ρευμάτων των Εδράνων

Τα ρεύματα των εδράνων είναι υψηλής συχνότητας ρεύματα εκκένωσης που προκαλούνται από την τάση του άξονα και διαρρέουν μέσω των εδράνων του κινητήρα. Η βασική αιτία βρίσκεται στην τάση με διαμόρφωση πλάτους παλμών (PWM), η οποία παράγεται από τους VFD και αποτελείται από μια σειρά γρήγορα εναλλασσόμενων θετικών και αρνητικών παλμών, αντί για ημιτονοειδή κύμα. Αυτό δημιουργεί μια μη ισορροπημένη μέση τάση στις τρεις φάσεις, γνωστή ως τάση κοινής λειτουργίας (συχνά εμφανιζόμενη ως τετραγωνικό κύμα με έξι βήματα).

Σε κινητήρες που κινούνται από VFD, η τάση κοινής λειτουργίας επάγει τάση στον άξονα μέσω χωρητικής σύζευξης εντός της εσωτερικής δομής του κινητήρα. Όταν αυτή η τάση υπερβεί τη διηλεκτρική αντοχή του λιπαντικού φιλμ του εδράνου, πραγματοποιείται εκκένωση, δημιουργώντας χωρητικά ρεύματα EDM (ηλεκτρικής εκκένωσης) που δημιουργούν μικροσκοπικές εντοπικές κοιλότητες και αυλακώσεις στις τροχιές των κυλιόμενων στοιχείων των κιβωτίων κίνησης. Σε κινητήρες υψηλότερης ισχύος (συνήθως >75 kW), η υψηλής συχνότητας μαγνητική ροή προκαλεί επίσης τάση στο άκρο του άξονα, οδηγώντας σε ρεύματα Κυκλοφορίας Υψηλής Συχνότητας που προκαλούν ταυτόχρονα ζημιά στα κιβώτια κίνησης και στα δύο άκρα του άξονα. Αυτοί οι δύο τύποι ρευμάτων αποτελούν τις κύριες αιτίες ηλεκτρικής ζημιάς στα κιβώτια κίνησης.

Ρεύματα ηλεκτρικής εκκένωσης με καπακική λειτουργία (Capacitive Electrical Discharge Machining Currents)

Η εσωτερική δομή ενός ηλεκτρικού κινητήρα λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με αυτόν ενός πυκνωτή. Η τάση κοινής λειτουργίας από τον μετατροπέα συχνότητας (VFD) δημιουργεί μια τάση στον άξονα του κινητήρα, η οποία είναι συνδεδεμένη καπακικά. Αυτή η τάση του άξονα εκκενώνεται μέσω ηλεκτρικού τόξου μεταξύ των κιβωτίων κίνησης και του πλαισίου του κινητήρα, συνιστώντας ρεύματα καπακικής ηλεκτρικής εκκένωσης (capacitive EDM currents).

Η τάση του άξονα μπορεί να μετρηθεί με ένα ψηφιακό οθόνη-οσκιλοσκόπιο και ένα Προσαρτήσιμο Μέτρησης Τάσης Άξονα VOLSUN . Οι εκκενώσεις εμφανίζονται ως κορυφές τάσης υψηλής συχνότητας.

Αυτά τα τόξα εκκένωσης, τα οποία μπορούν να προκύψουν δεκάδες χιλιάδες φορές ανά δευτερόλεπτο, προκαλούν φθορά του λιπαντικού των κουζινέτων και ηλεκτρική εκκένωση με αποτέλεσμα τη δημιουργία χιλιάδων μικροσκοπικών λακκών στις διαδρομές τροχιάς των κουζινέτων. Αυτοί οι λάκκοι, σε συνδυασμό με το φθαρμένο λιπαντικό, αυξάνουν την τριβή και οδηγούν σε προβλήματα NVH (Θόρυβος, Κραδασμός και Ακαμψία).

Επιπτώσεις των ρευμάτων στα έδρανα

Με την πάροδο του χρόνου, οι μικροσκοπικές κοιλότητες που προκαλούνται από το ηλεκτρικό τόξο μέσω των εδράνων συσσωρεύονται και δημιουργούν μια ορατή ματ ποιότητα επιφάνειας, γνωστή ως «παγωμένη» (frosting). Ένα «παγωμένο» έδρανο είναι λιγότερο λείο από ένα υγιές, με αποτέλεσμα αυξημένη τριβή, μεγαλύτερη παραγωγή θερμότητας και περαιτέρω εξασθένιση των διαδρόμων των εδράνων. Με την πάροδο του χρόνου, η αλληλεπίδραση μεταξύ της ηλεκτρικής βλάβης και της δόνησης παράγει ένα διαγραμμισμένο ή «φράκτη» μοτίβο, γνωστό ως «fluting».

Μόλις αναπτυχθεί το φαινόμενο «fluting», η καταστροφή του εδράνου είναι αναπόφευκτη. Ένα «fluted» έδρανο προκαλεί υπερβολική δόνηση και ένα χαρακτηριστικό οξύ ήχο σφύριγμα. Το παρακάτω διάγραμμα απεικονίζει τους συνηθέστερους τύπους ηλεκτρικής διάβρωσης εδράνων.

Η 3η Γενιά Αγώγιμου Δακτυλίου της VOLSUN (Δακτύλιος Γείωσης Άξονα), με το ελαφρύ του σχεδιασμό και τη συμπαγή του δομή, μπορεί να εγκατασταθεί απευθείας σε μονάδες εδράνων, ικανοποιώντας τις αυστηρές απαιτήσεις χώρου και βάρους των ηλεκτρικών οχημάτων. Επιπλέον, η λειτουργία του «χωρίς συντήρηση» μειώνει την πίεση στις υπηρεσίες μεταπώλησης, καθιστώντάς το μια αξιόπιστη λύση για την αντιμετώπιση των προβλημάτων ηλεκτρικής διάβρωσης των εδράνων!