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Quelle est la fonction principale d'un anneau de mise à la terre d'arbre ?
Dans l'industrie moderne, la plupart des moteurs sont entraînés par des variateurs de fréquence (VFD). Les VFD régulent la tension et la fréquence par commutation à haute vitesse. Cependant, cela a un effet secondaire : les formes d'onde PWM sortant des VFD contiennent des composantes haute fréquence, qui génèrent un champ électrique asymétrique à l'intérieur du moteur. Cette induction crée une tension entre l'arbre du moteur et la masse — on appelle cela la tension sur l'arbre.
Au fur et à mesure que la tension sur l'arbre s'accumule dans le temps, sa valeur augmente. Dès que cette tension dépasse la tension de claquage de l'isolation du film d'huile du roulement, elle perce instantanément ce film. Une fois le film d'huile percé, la haute tension cherche un chemin pour s'échapper, générant un courant pulsé momentané, appelé courant sur l'arbre.
Ce courant d'arbre haute fréquence et haute énergie, lorsqu'il traverse le roulement, génère instantanément de petites étincelles au point de contact entre la bille et la piste. La répétition fréquente de ces décharges peut produire un effet similaire à l'électro-érosion, entraînant les problèmes courants suivants :
Cavités et sillons : Ces cavités et sillons en forme de « dos d'âne » se forment sur les surfaces des pistes et des billes du roulement.
Dégradation de la graisse : Les étincelles électriques à haute température peuvent provoquer un vieillissement prématuré et une détérioration de la graisse, entraînant une perte des propriétés lubrifiantes.
Bruit et vibration : Les dommages sur la surface du roulement peuvent produire un bruit anormal et des vibrations pendant le fonctionnement.
Défaillance du roulement : Cela conduit finalement à une défaillance prématurée du roulement, bien avant la fin de sa durée de vie prévue, provoquant l'arrêt du moteur.
Comment les bagues de mise à la terre de l'arbre empêchent-elles la corrosion des roulements ? Tout d'abord, nous devons comprendre que le principe de protection des bagues de mise à la terre consiste à offrir un « chemin préférentiel à faible impédance ». Par exemple, les bagues de mise à la terre Volsun et les balais conducteurs sont principalement composés de fibres conductrices et d'un corps métallique, assurant une transmission du courant légère, à faible résistance et physiquement stable. Volsun utilise un design en porte-à-faux, dont l'extrémité souple du balai en fibre épouse étroitement la surface de l'arbre. Ce chemin, formé par le faisceau de fibres conductrices et le câble, présente une résistance nettement inférieure à la résistance d'isolation du film d'huile du roulement. Lorsque la tension sur l'arbre commence à s'accumuler, le chemin créé par la bague de mise à la terre, en raison de son impédance extrêmement faible, dissipe prioritairement la majeure partie du courant de l'arbre.
Autrement dit, cela offre un chemin plus facile et à moindre impédance pour que le courant de l'arbre s'échappe vers la masse avant de percer le film d'huile du roulement. Cela empêche la tension de l'arbre de s'accumuler à un niveau suffisant pour traverser le film d'huile du roulement, dissipant ainsi efficacement le passage du courant de l'arbre par les roulements et protégeant finalement ces derniers contre la corrosion électrique.
En résumé, la bague de mise à la terre de l'arbre fournit un chemin de décharge privilégié à faible impédance, redirigeant vers la masse les tensions et courants indésirables de l'arbre, empêchant ainsi leur passage à travers le film d'huile du roulement. Cela évite que des étincelles n'endommagent les chemins de roulement et les billes, traitant efficacement la corrosion électrique des roulements moteur et prolongeant considérablement la durée de vie du moteur et des roulements.
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