EN
Miksi taajuusmuuttajalla ohjattavat moottorit aiheuttavat laakerivaurioita?
Pikavastaus
Taajuusmuuttajat (VFD) voivat aiheuttaa akselin jännitteen korkeataajuisten kytkentäpiikien vuoksi invertterissä. Kun tämä jännite kertyy, sähkövirta saattaa purkautua moottorin laakerien kautta. Ajan myötä toistuvat purkaukset vahingoittavat laakeripintoja, mikä johtaa pienten reikien muodostumiseen, meluun, värinään ja ennenaikaiseen vikaantumiseen. Akselin maadoitussormuksen asentaminen ohjaa virran turvallisesti maahan ja estää laakerivauriot.
Taajuusmuuttajamoottoreiden yleistyvä käyttö
Taajuusmuuttajat ovat laajalti käytössä energiatehokkuuden parantamiseksi ja moottorin nopeuden säätämiseksi. Niitä käytetään yleisesti teollisuusjärjestelmissä, kuten pumppuissa, kompressoreissa, ilmastointilaitteissa ja kuljetinjärjestelmissä.
Monet insinöörit huomaavat kuitenkin odottamattoman ongelman taajuusmuuttajajärjestelmien asentamisen jälkeen: moottorin laakerit vikaantuvat paljon aiemmin kuin odotettiin.
Tämä ongelma ei johtu huonosta voitelusta tai mekaanisesta ylikuormituksesta. Monissa tapauksissa todellinen syy on sähköinen vaurio laakerissa.
Miten taajuusmuuttajat aiheuttavat akselin jännitteen
Toisin kuin perinteiset virtalähteet, jotka tuottavat sileää sinimuotoista jännitettä, taajuusmuuttajat (VFD) säätävät moottorin kierroslukua pulssinleveysmodulaation (PWM) avulla. Tässä menetelmässä jännite kytketään päälle ja pois päältä nopeasti korkealla taajuudella.
Kytkentäprosessin aikana syntyy ilmiö, jota kutsutaan yhteismuotoinen jännite.
Tämä jännite voi aiheuttaa sähköisen potentiaalin moottorin akselin ja moottorin rungon välille. Kun moottori pyörii, akselijännite kasvaa vähitellen.
Kun jännite kasvaa riittävän suureksi läpimurtamaan laakerin sisällä olevan ohuen voitelukalvon, tapahtuu sähköinen purkaus.
Mitä tapahtuu laakerissa
Jokainen purkaus on erinomainen pieni, mutta se toimii kuin mikroskooppinen kipinä metallipintojen välillä.
Tuhat tällaista kipinää voi syntyä sekunnissa moottorin käytön aikana.
Ajan myötä tämä toistuva sähköinen aktiivisuus aiheuttaa useita eri tyyppejä vaurioita:
● Pientä koverrettua pinnan muodostumaa (pitting) – pieniä kraattereita juoksupinnalla
● Jäätelöinti – tylsän harmaa, kulunut pinta
● Keraaminen – tasavälein sijaitsevat urat laakerin kulkuradalla
Lisääntynyt värähtely ja melu
Teollisuusmoottorisysteemien tutkimukset viittaavat siihen, että sähköinen laakerivaurio voi selittää suuren osan varhaisista vioista taajuusmuuttajalla ohjattuissa moottoreissa.
Ongelman ehkäisy akselin maadoitussilmukalla
Akselin maadoitussilmukka suojaan laakereita tarjoamalla ohjatun sähköisen reitin maahan. Sen sijaan, että jännite purkautuisi laakerin kautta, maadoitussilmukka ohjaa hajaantuneen virran pyörivältä akselilta suoraan moottorin runkoon.
Akselin maadoitussilmukka käyttää johtavia mikrokuituja, jotka säilyttävät jatkuvan kosketuksen akselin kanssa moottorin pyöriessä. Koska maadoitussilmukka tarjoaa pienemmän resistanssin reitin kuin laakeri, sähkövirta kulkee luonnollisesti sen kautta.
Yksinkertainen ehkäisevä ratkaisu
Monille nykyaikaisille moottorijärjestelmille sähköinen laakerivaurio ei ole välittömästi näkyvissä ennen vian ilmettä. Jos akselin maadoitussormus asennetaan varhaisessa vaiheessa järjestelmän suunnittelussa, insinöörit voivat vähentää ennenaikaisten laakerivaurioiden riskiä ja parantaa moottorin pitkäaikaista luotettavuutta.
UKK
1. Miksi VFD-moottorit aiheuttavat laakerivirtaa?
VFD-laitteissa tapahtuva korkeataajuinen kytkentä synnyttää yhteismuotoinen jännitteen, joka voi indusoida akselijännitteen, joka saattaa purkautua moottorin laakereiden kautta.
2. Voiko voitelu estää sähköisen laakerivaurion?
Ei. Voitelu suojaa mekaaniselta kulumalta, mutta se ei pysty estämään sähköpurkausta.
3. Mikä on yleisin suojausmenetelmä?
Akselin maadoitussormukset ovat laajalti käytettyjä, koska ne ohjaavat turvallisesti hajaantuneen virran pois laakerin kautta.
