EN
Hogyan oldjuk meg a motorcsapágyak elektromos korrózióját
Mi okozza a tengelyfeszültséget a változó frekvenciájú meghajtók (VFD) által üzemeltetett motorokban? Hogyan lehet tesztelni a csapágyáramokat?
A csapágyáramok forrása
A csapágyáramok magasfrekvenciás kisülési áramok, amelyeket a tengelyfeszültség hoz létre, és amelyek a motor csapágyain keresztül folynak. A gyökéroka a változó frekvenciájú meghajtók (VFD) által generált impulzusszélesség-módulált (PWM) feszültség, amely nem szinuszhullámot, hanem gyorsan kapcsolódó pozitív és negatív impulzusok sorozatát adja ki. Ez egyensúlytalan átlagfeszültséget eredményez a három fázis között, amelyet közös módusú feszültségnek (gyakran hatlépcsős négyszög hullámként jelenik meg) nevezünk.
A VFD-vel üzemeltetett motorokban a közös módusú feszültség a motor belső szerkezetében kapacitív csatolással indukál tengelyfeszültséget. Amint ez a feszültség meghaladja a csapágy kenőanyag-filmjének szigetelőképességét, kisülés keletkezik, amelyből kapacitív EDM-áramok (elektromos kisüléses megmunkálás) alakulnak amelyek mikrolyukakat és hornyokat hoznak létre a csapágyfutófelületeken. A nagyobb teljesítményű motorokban (általában >75 kW) a magasfrekvenciás mágneses fluxus szintén tengelyvég-feszültséget indukál, ami magasfrekvenciás keringő áramok vezet, amelyek egyszerre károsítják a csapágyakat mindkét végén. E két áramtípus a villamos csapágykárosodás fő okai.
Kapacitív elektromos lemezelési áramok
Az elektromotor belső szerkezete hasonlóan működik egy kondenzatorhoz. A frekvenciaváltó közös módusú feszültsége kapacitív csatolással feszültséget indukál a motortengelyen. Ez a tengelyfeszültség ívkisüléssel töltődik le a csapágyakon keresztül a motorházra, amely kapacitív EDM-áramokat alkot.
A tengelyfeszültséget digitális oszcilloszkóppal és egy VOLSUN Tengelyfeszültség-mérő csatlakozóval lehet mérni. A kisülések magasfrekvenciás feszültségcsúcsokként jelennek meg.
Ezek a kisülési ívek, amelyek másodpercenként tízezres nagyságrendben is előfordulhatnak, lerontják a csapágyzsírt és elektromos kisüléses megmunkálást okoznak, aminek eredményeként a csapágyfutópályákon ezreknyi mikroszkopikus mélyedés keletkezik. Ezek a mélyedések – a leromlott zsírral együtt – növelik a súrlódást, és NVH-problémákhoz (zaj, rezgés és ridegség) vezetnek.
Magasfrekvenciás keringő áramok
A frekvenciaváltó kimenetén lévő magasfrekvenciás áramok kapacitív csatolással jutnak át a motorházba, majd a házon keresztül haladva a földelés felé tartanak. Amint ezek az áramok áthaladnak a házon, magasfrekvenciás mágneses fluxust hoznak létre a motor belsejében. Ez a fluxus viszont magasfrekvenciás vég–vég feszültséget indukál a tengelyen. Nagyobb teljesítményű motoroknál a tengely vég–vég feszültsége elegendően magas ahhoz, hogy magasfrekvenciás keringő áramokat indítson el a csapágyakon keresztül.
Ez a keringő áram a tengelyről az egyik csapágyon keresztül jut a motorházba, majd a motorházból a másik csapágyon keresztül tér vissza a tengelyre. Ennek eredményeként kialakul egy keringő áramkör a tengely és a motorház között, amely egyszerre károsítja mindkét csapágyat.
A csapágyáramok hatásai
Idővel a csapágyakon keresztül bekövetkező ívképződés okozta mikroszkopikus mélyedések összegyűlnek, és látható, mattnak tűnő felületet – úgynevezett „fagyosodást” – alkotnak. Egy fagyosodott csapágy kevésbé sima, mint egy egészséges, ami növekedett súrlódáshoz, magasabb hőfejlődéshez és további kopáshoz vezet a csapágyfutópályákon. Idővel az elektromos károsodás és a rezgés kölcsönhatása sávos vagy „kerítés”-szerű mintát – úgynevezett „fluting”-ot – eredményez.
Amint a fluting kialakul, a csapágy meghibásodása elkerülhetetlen. Egy fluting-ot mutató csapágy túlzott rezgést és jellegzetes sikító zajt okoz. Az alábbi ábra a csapágyak elektromos koptatásának gyakori típusait mutatja be.
VOLSUN harmadik generációs vezetőképes gyűrűje (tengelyföldelő gyűrű), könnyű szerkezete és kompakt felépítése miatt közvetlenül felszerelhető csapágyegységekre, így megfelel az elektromos járművek szigorú tér- és tömegkorlátozásainak. Emellett karbantartásmentes működése csökkenti az utólagos szervizigényt, így megbízható megoldást kínál a csapágyak elektromos korróziójának kezelésére!
