Anillo de puesta a tierra del eje: cómo protege los cojinetes del motor contra daños eléctricos

A medida que los motores eléctricos evolucionan hacia mayores velocidades, mayor densidad de potencia y uso más frecuente de variadores de frecuencia (VFD), corrientes en el eje y daños eléctricos en los cojinetes se convierten en preocupaciones crecientes respecto a la fiabilidad.

Las tensiones de alta frecuencia generadas por los inversores pueden inducir corrientes no deseadas en el eje del motor. Si dicha corriente atraviesa los cojinetes, las descargas eléctricas repetidas pueden provocar picaduras, surcos, degradación del lubricante y fallo prematuro de los cojinetes.

A anillo de puesta a tierra del eje (SGR) proporciona una vía dedicada de baja impedancia para redirigir la corriente del eje lejos de los cojinetes y descargarla de forma segura a tierra.

¿Cuál es la función de un anillo de puesta a tierra del eje?

La función principal de un anillo de puesta a tierra del eje es cambiar la trayectoria de la corriente no deseada del eje .

En un motor accionado por inversor, el voltaje en modo común generado por la conmutación PWM puede crear un potencial eléctrico en el eje del motor. En ciertas condiciones de funcionamiento, la corriente puede circular a través de los rodamientos del motor antes de llegar a tierra.

Esto crea una trayectoria de corriente dañina:

Eje → Rodamiento → Carcasa del motor → Tierra

Un anillo de puesta a tierra del eje crea una trayectoria alternativa:

Eje → Anillo de puesta a tierra del eje → Carcasa del motor → Tierra

Al proporcionar una trayectoria conductora controlada, el anillo de puesta a tierra ayuda a evitar que los rodamientos formen parte del circuito eléctrico.

Valor fundamental: Cambiar la trayectoria de la corriente, proteger los rodamientos.

Este principio hace que los anillos de puesta a tierra del eje sean especialmente útiles para motores expuestos a conmutación de alta frecuencia, altas velocidades de rotación o largos períodos de funcionamiento continuo.

¿Por qué es un problema la corriente en el eje para los rodamientos de motor?

Los rodamientos de motor están diseñados para soportar cargas mecánicas y permitir una rotación suave, no para conducir corriente eléctrica.

Cuando se producen descargas eléctricas repetidas a través del rodamiento, pueden aparecer daños microscópicos en la pista y los elementos rodantes del rodamiento. Con el tiempo, esto puede provocar:

· Picaduras y estrías eléctricas

· Deterioro del lubricante

· Aumento del ruido y las vibraciones

· Reducción de la vida útil del rodamiento

· Mantenimiento imprevisto y tiempos de inactividad

El riesgo puede ser especialmente relevante en Motores con VFD, motores de alta velocidad, motores de tracción para EV y otros sistemas modernos de accionamiento eléctrico .

Por esta razón, la protección contra corrientes en los rodamientos debe considerarse durante el diseño del motor y la integración del sistema, y no únicamente después de que aparezca daño en los rodamientos.

¿Cómo funciona un anillo de puesta a tierra del eje?

Un anillo de puesta a tierra del eje utiliza elementos conductores para mantener contacto eléctrico con el eje giratorio.

Cuando aparece una tensión no deseada en el eje, el anillo conductor ofrece una ruta de menor impedancia para la corriente. Esta se desvía a través del anillo de puesta a tierra, se transfiere al bastidor del motor y luego se conecta al sistema de puesta a tierra.

La eficacia de una solución de puesta a tierra del eje depende de más factores que simplemente establecer contacto eléctrico. También deben considerarse el diámetro del eje, la velocidad de rotación, la resistencia de contacto, la posición de instalación, la estructura del motor, la temperatura y el entorno operativo. deben también considerarse.

Un anillo de puesta a tierra correctamente diseñado debe mantener un contacto fiable y ofrecer un rendimiento eléctrico estable durante la operación prolongada del motor.

¿Dónde se utilizan los anillos de puesta a tierra del eje?

La tecnología de puesta a tierra del eje se puede aplicar a diversos motores y equipos rotativos donde la corriente eléctrica pueda afectar la fiabilidad de los rodamientos.

Motores de tracción para vehículos de nueva energía

Los motores modernos para vehículos eléctricos evolucionan hacia mayor voltaje, mayor velocidad y mayor densidad de potencia . Los sistemas que utilizan arquitecturas de 800 V, dispositivos de potencia de carburo de silicio (SiC) y accionamientos de alta velocidad pueden generar condiciones eléctricas exigentes para los rodamientos del motor.

Un anillo de puesta a tierra del eje puede ofrecer una ruta controlada para las corrientes no deseadas del eje y contribuir a mejorar la protección de los rodamientos.

Motores industriales con variadores de frecuencia (VFD)

Los motores accionados por VFD constituyen una de las aplicaciones más comunes para la puesta a tierra del eje. Los equipos típicos incluyen:

· Ventiladores industriales

· Bombas de agua

· Compresores

· Transportadores

· Sistemas servo

Una ruta dedicada para la corriente del eje puede ayudar a reducir el riesgo de erosión eléctrica durante la operación continua.

Sistemas de aire acondicionado

Los sistemas modernos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) utilizan frecuentemente motores, ventiladores, bombas y compresores de velocidad variable. La conexión a tierra del eje puede integrarse en las estrategias de protección del motor cuando existe preocupación por la corriente del eje inducida por inversores.

Aerogeneradores y equipos rotativos de gran tamaño

Los aerogeneradores, generadores, motores grandes y otros equipos rotativos pueden operar continuamente en condiciones exigentes.

Proteger los rodamientos contra daños eléctricos puede contribuir a mejorar la fiabilidad del equipo y reducir el mantenimiento no planificado.

¿Por qué elegir Volsun para soluciones de conexión a tierra del eje?

Un anillo de conexión a tierra del eje puede ser un componente pequeño, pero su rendimiento puede tener un impacto importante en la fiabilidad de los rodamientos del motor.

Volsun se centra en soluciones específicas de puesta a tierra para ejes , combinando el desarrollo de productos con soporte de ingeniería.

Nuestro enfoque abarca todo el proceso:

Diagnóstico de las condiciones de operación → Análisis del problema → Diseño de la solución → Desarrollo de prototipos → Pruebas y validación → Producción en masa

Esto permite evaluar la solución de puesta a tierra según la aplicación real del motor, y no únicamente según el diámetro del eje.

Para Motores EV, motores VFD, motores industriales, equipos HVAC, bombas, ventiladores, turbinas eólicas y otras máquinas rotativas , Volsun puede apoyar a los clientes en el desarrollo de soluciones adecuadas de puesta a tierra para ejes.

Proteja el rodamiento controlando la trayectoria de la corriente

A medida que la tecnología de motores sigue evolucionando, prevenir daños eléctricos en los rodamientos se convierte en un aspecto cada vez más importante de la fiabilidad del motor.

A anillo de Aterrizaje de Eje ofrece una forma práctica de redirigir las corrientes no deseadas del eje lejos de los rodamientos y hacia una trayectoria de puesta a tierra controlada.

Ya sea que esté abordando Corriente en el rodamiento de un motor eléctrico (EV), corriente inducida en el eje por un variador de frecuencia (VFD) o erosión eléctrica en motores industriales , el principio es sencillo:

No permita que el rodamiento se convierta en la trayectoria de la corriente.

Anillo de puesta a tierra para ejes Volsun: cambiar la trayectoria de la corriente para ayudar a proteger los rodamientos.

Preguntas frecuentes: Anillo de puesta a tierra para ejes

¿Qué es un anillo de puesta a tierra del eje?

Un anillo de puesta a tierra para ejes es un dispositivo conductor instalado sobre o alrededor del eje de un motor para ofrecer una trayectoria de baja impedancia a la corriente no deseada del eje y ayudar a evitar que la corriente eléctrica pase a través de los rodamientos.

¿Por qué los motores con VFD necesitan puesta a tierra del eje?

Los VFD utilizan conmutación PWM de alta frecuencia, lo que puede generar tensión en modo común e inducir corriente en el eje. Un anillo de puesta a tierra para ejes puede ofrecer una trayectoria alternativa para esta corriente y ayudar a reducir el riesgo de daño eléctrico en los rodamientos.

¿Se puede utilizar un anillo de puesta a tierra del eje en motores para vehículos eléctricos (EV)?

Sí. Los anillos de puesta a tierra del eje pueden utilizarse en motores eléctricos para vehículos eléctricos (EV) y otros motores eléctricos de alta velocidad, donde las corrientes del eje relacionadas con el inversor puedan afectar la fiabilidad de los rodamientos.

¿Ofrece Volsun anillos de puesta a tierra del eje personalizados?

Sí. Volsun puede desarrollar soluciones personalizadas de anillos de puesta a tierra según el diámetro del eje, la estructura del motor, el espacio disponible para la instalación, las condiciones de funcionamiento y otros requisitos específicos de la aplicación.

¿Qué factores deben considerarse al seleccionar un anillo de puesta a tierra del eje?

Los factores importantes incluyen el diámetro del eje, la velocidad del motor, la temperatura de funcionamiento, la posición de instalación, la resistencia de contacto, la estructura del rodamiento, la configuración de la puesta a tierra y la vida útil esperada.