Anneau de mise à la terre de l’arbre : comment il protège les roulements du moteur contre les dommages électriques

À mesure que les moteurs électriques évoluent vers des vitesses plus élevées, une densité de puissance accrue et une utilisation plus fréquente des variateurs de fréquence (VFD), les courants parasites sur l’arbre et les dommages électriques aux roulements deviennent des enjeux de fiabilité de plus en plus critiques.

La tension haute fréquence générée par les onduleurs peut induire un courant indésirable sur l’arbre du moteur. Si ce courant traverse les roulements, des décharges électriques répétées peuvent provoquer des piqûres, des sillons, une dégradation du lubrifiant et une défaillance prématurée des roulements.

A anneau de mise à la terre de l’arbre (SGR) fournit un chemin spécifique à faible impédance permettant de détourner le courant de l’arbre loin des roulements et de le dissiper en toute sécurité vers la terre.

Quelle est la fonction d’un anneau de mise à la terre de l’arbre ?

La fonction principale d’un anneau de mise à la terre de l’arbre est de modifier le trajet du courant indésirable circulant dans l’arbre .

Dans un moteur piloté par un onduleur, la tension modulée en largeur d’impulsion (PWM) peut générer une tension en mode commun qui crée un potentiel électrique sur l’arbre du moteur. Dans certaines conditions de fonctionnement, ce courant peut traverser les roulements du moteur avant d’atteindre la masse.

Cela crée un trajet de courant préjudiciable :

Arbre → Roulement → Châssis du moteur → Masse

Un anneau de mise à la terre de l’arbre crée un trajet alternatif :

Arbre → Anneau de mise à la terre de l’arbre → Châssis du moteur → Masse

En offrant un trajet conducteur contrôlé, l’anneau de mise à la terre aide à empêcher les roulements de faire partie du circuit électrique.

Valeur fondamentale : Modifier le trajet du courant, protéger les roulements.

Ce principe rend les anneaux de mise à la terre de l’arbre particulièrement utiles pour les moteurs exposés à des commutations haute fréquence, à des vitesses de rotation élevées ou à de longues périodes de fonctionnement continu.

Pourquoi le courant de l’arbre constitue-t-il un problème pour les roulements de moteur ?

Les roulements de moteur sont conçus pour supporter des charges mécaniques et permettre une rotation fluide, et non pour transporter un courant électrique.

Lorsque des décharges électriques se produisent de façon répétée à travers le roulement, des dommages microscopiques peuvent apparaître sur la portée et les éléments roulants du roulement. Avec le temps, cela peut entraîner :

· Des piqûres électriques et des sillons

· Une dégradation du lubrifiant

· Une augmentation du bruit et des vibrations

· Une réduction de la durée de vie utile du roulement

· Des interventions de maintenance imprévues et des arrêts non planifiés

Le risque est particulièrement pertinent dans le cas de Moteurs à VFD, moteurs à haute vitesse, moteurs d’entraînement pour véhicules électriques (EV) et autres systèmes d’entraînement électrique modernes .

Pour cette raison, la protection contre les courants de palier doit être prise en compte dès la conception du moteur et l’intégration du système, et non uniquement après l’apparition de dommages aux paliers.

Comment fonctionne un anneau de mise à la terre de l’arbre ?

Un anneau de mise à la terre de l’arbre utilise des éléments conducteurs pour maintenir un contact électrique avec l’arbre tournant.

Lorsqu’une tension indésirable apparaît sur l’arbre, l’anneau conducteur offre un chemin de moindre impédance pour le courant. Celui-ci est dévié par l’anneau de mise à la terre, transféré vers le bâti du moteur, puis raccordé au système de mise à la terre.

L’efficacité d’une solution de mise à la terre de l’arbre dépend de plus que d’un simple contact électrique. Des facteurs tels que le diamètre de l’arbre, la vitesse de rotation, la résistance de contact, la position d’installation, la structure du moteur, la température et l’environnement de fonctionnement doivent également être pris en compte.

Un anneau de mise à la terre correctement conçu doit assurer un contact fiable tout en garantissant des performances électriques stables pendant le fonctionnement prolongé du moteur.

Où les anneaux de mise à la terre de l’arbre sont-ils utilisés ?

La technologie de mise à la terre de l’arbre peut être appliquée à divers moteurs et équipements rotatifs où un courant électrique risque d’affecter la fiabilité des roulements.

Moteurs de traction pour véhicules à énergie nouvelle

Les moteurs électriques modernes évoluent vers une tension plus élevée, une vitesse plus élevée et une densité de puissance supérieure . Les systèmes utilisant des architectures à 800 V, des composants de puissance en carbure de silicium (SiC) et des entraînements à haute vitesse peuvent créer des conditions électriques difficiles pour les roulements des moteurs.

Une bague de mise à la terre de l’arbre peut offrir un chemin contrôlé pour les courants parasites circulant dans l’arbre et contribuer à améliorer la protection des roulements.

Moteurs industriels à variateur de fréquence (VDF)

Les moteurs pilotés par variateur de fréquence constituent l’une des applications les plus courantes de la mise à la terre de l’arbre. Les équipements typiques comprennent :

· Ventilateurs industriels

· Pompes à eau

· Compresseurs

· Convoyeurs

· Systèmes servo

Un chemin dédié pour le courant de l’arbre peut contribuer à réduire le risque d’érosion électrique pendant le fonctionnement continu.

Systèmes de climatisation

Les systèmes modernes de CVC utilisent fréquemment des moteurs, ventilateurs, pompes et compresseurs à vitesse variable. La mise à la terre de l’arbre peut être intégrée aux stratégies de protection des moteurs lorsque les courants de l’arbre induits par l’onduleur constituent un enjeu.

Éoliennes et grands équipements tournants

Les éoliennes, générateurs, gros moteurs et autres machines tournantes peuvent fonctionner en continu dans des conditions exigeantes.

Protéger les roulements contre les dommages électriques peut contribuer à améliorer la fiabilité des équipements et à réduire les interventions de maintenance non planifiées.

Pourquoi choisir Volsun pour les solutions de mise à la terre de l’arbre ?

Une bague de mise à la terre de l’arbre peut être un composant de petite taille, mais ses performances peuvent avoir un impact important sur la fiabilité des roulements du moteur.

Volsun se concentre sur des solutions spécifiques d’écoulement à la masse pour arbres , alliant développement de produits et assistance technique.

Notre approche couvre l’ensemble du processus :

Diagnostic des conditions de fonctionnement → Analyse du problème → Conception de la solution → Développement de prototypes → Essais et validation → Production de série

Cela permet d’évaluer la solution d’écoulement à la masse en fonction de l’application réelle du moteur, et non uniquement du diamètre de l’arbre.

Pour Moteurs pour véhicules électriques (EV), moteurs à fréquence variable (VFD), moteurs industriels, équipements CVC, pompes, ventilateurs, éoliennes et autres machines tournantes , Volsun peut accompagner ses clients dans le développement de solutions d’écoulement à la masse adaptées.

Protéger les roulements en maîtrisant le chemin du courant

À mesure que la technologie des moteurs continue d’évoluer, la prévention des dommages électriques aux roulements devient un aspect de plus en plus essentiel de la fiabilité des moteurs.

A anneau de Mise à la Terre de l'Arbre offre un moyen pratique de détourner les courants indésirables de l'arbre loin des roulements vers un chemin de mise à la terre contrôlé.

Que vous traitiez Le courant dans les roulements d'un moteur électrique, le courant induit sur l'arbre par un variateur de fréquence (VDF) ou l'érosion électrique dans les moteurs industriels , le principe est simple :

Ne laissez pas le roulement devenir le chemin du courant.

Anneau de mise à la terre Volsun pour arbre — Modifier le chemin du courant afin de protéger les roulements.

FAQ : Anneau de mise à la terre pour arbre

Qu'est-ce qu'une bague de mise à la terre d'arbre ?

Un anneau de mise à la terre pour arbre est un dispositif conducteur installé sur ou autour de l'arbre d'un moteur afin de fournir un chemin de faible impédance pour les courants indésirables sur l'arbre et d'aider à empêcher le passage du courant électrique à travers les roulements.

Pourquoi les moteurs pilotés par VDF nécessitent-ils une mise à la terre de l'arbre ?

Les VDF utilisent une commutation haute fréquence par modulation de largeur d'impulsion (MLI), ce qui peut générer une tension en mode commun et induire un courant sur l'arbre. Un anneau de mise à la terre pour arbre peut offrir un chemin alternatif pour ce courant et contribuer à réduire le risque de dommages électriques aux roulements.

Un anneau de mise à la terre de l’arbre peut-il être utilisé pour les moteurs de véhicules électriques ?

Oui. Les anneaux de mise à la terre de l’arbre peuvent être utilisés dans les moteurs électriques de véhicules électriques et autres moteurs électriques à haute vitesse, lorsque les courants parasites sur l’arbre liés à l’onduleur risquent d’affecter la fiabilité des roulements.

Volsun propose-t-il des anneaux de mise à la terre de l’arbre sur mesure ?

Oui. Volsun peut concevoir des solutions d’anneaux de mise à la terre sur mesure, en fonction du diamètre de l’arbre, de la structure du moteur, de l’espace disponible pour l’installation, des conditions de fonctionnement et d’autres exigences applicatives.

Quels facteurs doivent être pris en compte lors du choix d’un anneau de mise à la terre de l’arbre ?

Les facteurs importants comprennent le diamètre de l’arbre, la vitesse du moteur, la température de fonctionnement, la position d’installation, la résistance de contact, la structure des roulements, la configuration de la mise à la terre et la durée de vie prévue.