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मोटर बेयरिंग विद्युत क्षरण का समाधान कैसे करें
चर आवृत्ति ड्राइव (VFD) द्वारा संचालित मोटरों में शाफ्ट वोल्टेज का क्या कारण है? बेयरिंग धाराओं का परीक्षण कैसे किया जा सकता है?
बेयरिंग धाराओं का स्रोत
बेयरिंग धाराएँ उच्च-आवृत्ति की निर्वहन धाराएँ हैं, जो शाफ्ट वोल्टेज द्वारा प्रेरित होती हैं और मोटर के बेयरिंगों के माध्यम से प्रवाहित होती हैं। इनका मूल कारण VFD द्वारा उत्पन्न पल्स चौड़ाई मॉडुलेटेड (PWM) वोल्टेज में निहित है, जो एक ज्या तरंग के बजाय तीव्रता से स्विच होने वाले धनात्मक और ऋणात्मक पल्सों की श्रृंखला का आउटपुट देता है। इससे तीनों फेजों के आर-पार एक असंतुलित औसत वोल्टेज उत्पन्न होता है, जिसे कॉमन-मोड वोल्टेज कहा जाता है (जो अक्सर छह-चरणीय वर्ग तरंग के रूप में प्रकट होता है)।
VFD-संचालित मोटरों में, कॉमन-मोड वोल्टेज मोटर की आंतरिक संरचना के भीतर संधारित्रीय युग्मन के माध्यम से शाफ्ट वोल्टेज को प्रेरित करता है। एक बार यह वोल्टेज बेयरिंग के विद्युतरोधी तेल फिल्म की विद्युतरोधक क्षमता को पार कर जाता है, तो यह निर्वहन होता है और संधारित्रीय EDM (इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग) धाराएँ जो बेयरिंग के रेसवे पर माइक्रो-पिट्स और फ्लूटिंग उत्पन्न करते हैं। उच्च-शक्ति वाली मोटरों (आमतौर पर >75 kW) में, उच्च-आवृत्ति का चुंबकीय फ्लक्स भी शाफ्ट-एंड वोल्टेज को प्रेरित करता है, जिससे उच्च-आवृत्ति परिसंचरण धाराएँ उत्पन्न होती हैं जो दोनों सिरों पर स्थित बेयरिंग को एक साथ क्षतिग्रस्त कर देती हैं। ये दोनों प्रकार की धाराएँ विद्युत बेयरिंग क्षति के प्राथमिक कारण हैं।
धारितीय विद्युत डिस्चार्ज मशीनिंग धाराएँ
एक विद्युत मोटर की आंतरिक संरचना एक संधारित्र के समान कार्य करती है। VFD से उत्पन्न सामान्य-मोड वोल्टेज मोटर शाफ्ट पर धारितीय रूप से युग्मित वोल्टेज उत्पन्न करता है। यह शाफ्ट वोल्टेज बेयरिंग के माध्यम से चाप विसर्जन के द्वारा मोटर फ्रेम की ओर निकलता है, जिससे धारितीय EDM धाराएँ बनती हैं।
शाफ्ट वोल्टेज को एक डिजिटल ऑसिलोस्कोप और एक VOLSUN शाफ्ट वोल्टेज प्रोब का उपयोग करके मापा जा सकता है। विसर्जन उच्च-आवृत्ति के वोल्टेज स्पाइक्स के रूप में प्रकट होते हैं।
ये डिस्चार्ज आर्क, जो प्रति सेकंड दस हज़ार बार तक हो सकते हैं, बेयरिंग के ग्रीस को क्षीण कर देते हैं और विद्युत डिस्चार्ज मशीनिंग का कारण बनते हैं, जिससे बेयरिंग के रेसवे पर हज़ारों सूक्ष्म गड्ढे बन जाते हैं। ये गड्ढे, साथ ही क्षीण हुआ ग्रीस, घर्षण को बढ़ाते हैं और एनवीएच (शोर, कंपन और कठोरता) समस्याओं का कारण बनते हैं।
उच्च-आवृत्ति परिसंचरण धाराएँ
वीएफडी आउटपुट में उच्च-आवृत्ति धाराएँ धारितीय रूप से मोटर फ्रेम से युग्मित हो जाती हैं और भू-संपर्क खोजने के लिए इसके माध्यम से प्रवाहित होती हैं। जब ये धाराएँ फ्रेम के माध्यम से प्रवाहित होती हैं, तो वे मोटर के अंदर उच्च-आवृत्ति का चुंबकीय फ्लक्स उत्पन्न करती हैं। यह फ्लक्स, बदले में, शाफ्ट पर उच्च-आवृत्ति का अंत-से-अंत वोल्टेज प्रेरित करता है। बड़े आकार की मोटरों में, अंत-से-अंत शाफ्ट वोल्टेज इतना उच्च होता है कि यह बेयरिंगों के माध्यम से उच्च-आवृत्ति परिसंचरण धाराओं को प्रवाहित करने के लिए पर्याप्त होता है।
यह परिसंचारी धारा एक बेयरिंग के माध्यम से शाफ्ट से फ्रेम की ओर और दूसरे बेयरिंग के माध्यम से फ्रेम से वापस शाफ्ट की ओर प्रवाहित होती है। इसका परिणाम शाफ्ट और मोटर फ्रेम के बीच एक परिसंचारी धारा लूप का निर्माण होता है, जो दोनों बेयरिंग को एक साथ क्षतिग्रस्त कर देता है।
बेयरिंग धाराओं के प्रभाव
समय के साथ, बेयरिंग के माध्यम से चापन (आर्किंग) के कारण उत्पन्न सूक्ष्म गड्ढे एक दृश्यमान मैट फिनिश में जमा हो जाते हैं, जिसे 'फ्रॉस्टिंग' कहा जाता है। एक फ्रॉस्टेड बेयरिंग एक स्वस्थ बेयरिंग की तुलना में कम चिकनी होती है, जिससे घर्षण में वृद्धि, अधिक ऊष्मा उत्पादन और बेयरिंग रेसवेज़ के और अधिक क्षरण में परिणाम निकलता है। समय के साथ, विद्युत क्षति और कंपन के बीच की अंतर्क्रिया एक धारीदार या 'पिकेट फेंस' पैटर्न का निर्माण करती है, जिसे 'फ्लूटिंग' कहा जाता है।
एक बार फ्लूटिंग विकसित हो जाने के बाद, बेयरिंग विफलता अपरिहार्य हो जाती है। एक फ्लूटेड बेयरिंग अत्यधिक कंपन और एक विशिष्ट चीखने की आवाज़ उत्पन्न करती है। नीचे दिया गया आरेख बेयरिंग विद्युत क्षरण के सामान्य प्रकारों को दर्शाता है।
VOLSUN की तीसरी पीढ़ी की चालक वलय (शाफ्ट ग्राउंडिंग रिंग), इसके हल्के डिज़ाइन और संक्षिप्त संरचना के कारण, इसे बेयरिंग यूनिट्स पर सीधे स्थापित किया जा सकता है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों (EV) की कठोर स्थान और भार आवश्यकताओं को पूरा करता है। इसके अतिरिक्त, इसकी रखरखाव-मुक्त विशेषता उत्तर-विक्रय सेवा के दबाव को कम करती है, जिससे यह बेयरिंग विद्युत अपरदन समस्याओं के समाधान के लिए एक विश्वसनीय समाधान बन जाता है!
