Anello di messa a terra dell’albero: come protegge i cuscinetti del motore dai danni elettrici

Poiché i motori elettrici tendono verso velocità più elevate, densità di potenza maggiore e utilizzo più frequente di azionamenti a frequenza variabile (VFD), le correnti sull’albero e i danni elettrici ai cuscinetti stanno diventando problemi di affidabilità sempre più rilevanti.

La tensione ad alta frequenza generata dagli inverter può indurre correnti indesiderate sull’albero del motore. Se tali correnti attraversano i cuscinetti, le scariche elettriche ripetute possono causare pitting, fluting, degradazione del lubrificante e guasti prematuri dei cuscinetti.

Aanello di messa a terra per albero (SGR) fornisce un percorso dedicato a bassa impedenza per deviare la corrente sull’albero lontano dai cuscinetti e scaricarla in sicurezza a terra.

Qual è la funzione di un anello di messa a terra per albero?

La funzione principale di un anello di messa a terra per albero è modificare il percorso della corrente indesiderata sull’albero .

In un motore azionato da inverter, la tensione in modo comune generata dalla commutazione PWM può creare un potenziale elettrico sull’albero del motore. In determinate condizioni operative, la corrente può fluire attraverso i cuscinetti del motore prima di raggiungere il collegamento a terra.

Ciò crea un percorso di corrente dannoso:

Albero → Cuscinetto → Struttura del motore → Terra

Un anello di messa a terra dell’albero crea un percorso alternativo:

Albero → Anello di messa a terra dell’albero → Struttura del motore → Terra

Fornendo un percorso conduttivo controllato, l’anello di messa a terra aiuta a impedire che i cuscinetti diventino parte del circuito elettrico.

Valore fondamentale: modificare il percorso della corrente per proteggere i cuscinetti.

Questo principio rende gli anelli di messa a terra dell’albero particolarmente utili per motori esposti a commutazioni ad alta frequenza, ad alte velocità di rotazione o a lunghi periodi di funzionamento continuo.

Perché la corrente sull’albero rappresenta un problema per i cuscinetti del motore?

I cuscinetti del motore sono progettati per sopportare carichi meccanici e consentire una rotazione fluida, non per trasportare corrente elettrica.

Quando si verifica ripetutamente una scarica elettrica attraverso il cuscinetto, possono svilupparsi danni microscopici sulla pista del cuscinetto e sugli elementi rotolanti. Con il tempo, ciò può causare:

· Pitting e scanalature elettriche

· Deterioramento del lubrificante

· Aumento del rumore e delle vibrazioni

· Riduzione della durata operativa del cuscinetto

· Interventi di manutenzione imprevisti e fermi non programmati

Il rischio può essere particolarmente rilevante in Motori con inverter (VFD), motori ad alta velocità, motori per trazione EV e altri sistemi di azionamento elettrico moderni .

Per questo motivo, la protezione contro le correnti parassitarie sui cuscinetti dovrebbe essere considerata già nella fase di progettazione del motore e di integrazione del sistema, e non solo dopo che si sono manifestati danni ai cuscinetti.

Come funziona un anello di messa a terra dell’albero?

Un anello di messa a terra dell’albero utilizza elementi conduttivi per mantenere il contatto elettrico con l’albero rotante.

Quando si verifica una tensione indesiderata sull’albero, l’anello conduttivo fornisce un percorso a impedenza inferiore per la corrente. La corrente viene deviata attraverso l’anello di messa a terra, trasferita al telaio del motore e quindi collegata al sistema di messa a terra.

L’efficacia di una soluzione di messa a terra dell’albero dipende da più fattori rispetto al semplice contatto elettrico. Tra questi rientrano diametro dell’albero, velocità di rotazione, resistenza di contatto, posizione di installazione, struttura del motore, temperatura e ambiente operativo che devono anch’essi essere presi in considerazione.

Un anello di messa a terra progettato correttamente deve mantenere un contatto affidabile garantendo al contempo prestazioni elettriche stabili durante il funzionamento prolungato del motore.

Dove vengono utilizzati gli anelli di messa a terra dell’albero?

La tecnologia di messa a terra dell’albero può essere applicata a diversi motori e apparecchiature rotanti in cui la corrente elettrica potrebbe influenzare l’affidabilità dei cuscinetti.

Motori di trazione per veicoli a energia nuova

I moderni motori per veicoli elettrici (EV) stanno evolvendo verso tensione più elevata, velocità maggiore e densità di potenza superiore i sistemi basati su architetture a 800 V, dispositivi di potenza in carburo di silicio (SiC) e azionamenti ad alta velocità possono generare condizioni elettriche critiche per i cuscinetti del motore.

Un anello di messa a terra dell’albero può fornire un percorso controllato per le correnti indesiderate sull’albero, contribuendo a migliorare la protezione dei cuscinetti.

Motori industriali con inverter di frequenza (VFD)

I motori azionati da inverter di frequenza (VFD) rappresentano una delle applicazioni più comuni per la messa a terra dell’albero. L’equipaggiamento tipico include:

· Ventilatori industriali

· Pompe per acqua

· Compressori

· Trasportatori

· Sistemi servo

Un percorso dedicato per la corrente sull'albero può contribuire a ridurre il rischio di erosione elettrica durante il funzionamento continuo.

Sistemi HVAC

I moderni sistemi HVAC utilizzano frequentemente motori, ventilatori, pompe e compressori a velocità variabile. Il collegamento a terra dell'albero può essere integrato nelle strategie di protezione del motore quando si teme la presenza di correnti sull'albero indotte dall'inverter.

Turbine eoliche e grandi apparecchiature rotanti

Le turbine eoliche, i generatori, i grandi motori e altre macchine rotanti possono funzionare ininterrottamente in condizioni gravose.

Proteggere i cuscinetti dai danni elettrici può contribuire a migliorare l'affidabilità degli impianti e a ridurre gli interventi di manutenzione non pianificati.

Perché scegliere Volsun per le soluzioni di messa a terra dell'albero?

Un anello di messa a terra dell'albero può essere un componente di piccole dimensioni, ma le sue prestazioni possono avere un impatto significativo sull'affidabilità dei cuscinetti del motore.

Volsun si concentra su soluzioni di messa a terra dell'albero specifiche per applicazione , unendo lo sviluppo di prodotti al supporto ingegneristico.

Il nostro approccio copre l’intero processo:

Diagnosi delle condizioni operative → Analisi del problema → Progettazione della soluzione → Sviluppo del prototipo → Test e validazione → Produzione di massa

Ciò consente di valutare la soluzione di messa a terra in base all’effettiva applicazione del motore, non solo al diametro dell’albero.

Per Motori EV, motori VFD, motori industriali, apparecchiature HVAC, pompe, ventilatori, turbine eoliche e altre macchine rotanti , Volsun può supportare i clienti nello sviluppo di soluzioni di messa a terra dell’albero adatte.

Proteggere il cuscinetto controllando il percorso della corrente

Poiché la tecnologia dei motori continua a evolversi, prevenire i danni elettrici ai cuscinetti sta diventando una parte sempre più importante dell’affidabilità del motore.

Aanello di Terratura per Asse offre un modo pratico per deviare le correnti indesiderate sull’albero lontano dai cuscinetti e verso un percorso di messa a terra controllato.

Che si tratti di risolvere Correnti sui cuscinetti di motori EV, correnti sull’albero indotte da VFD o corrosione elettrica nei motori industriali , il principio è semplice:

Non permettere che il cuscinetto diventi il percorso della corrente.

Anello di messa a terra dell’albero Volsun — Modifica del percorso della corrente per proteggere i cuscinetti.

Domande frequenti: Anello di messa a terra dell’albero

Che cos'è un anello di messa a terra dell'albero?

Un anello di messa a terra dell’albero è un dispositivo conduttivo installato sull’albero o intorno all’albero di un motore, progettato per offrire un percorso a bassa impedenza alla corrente indesiderata sull’albero e contribuire a impedire il passaggio della corrente elettrica attraverso i cuscinetti.

Perché i motori azionati da inverter (VFD) necessitano di una messa a terra dell’albero?

Gli inverter (VFD) utilizzano una commutazione PWM ad alta frequenza, che può generare una tensione comune e indurre una corrente sull’albero. Un anello di messa a terra dell’albero fornisce un percorso alternativo per tale corrente, riducendo il rischio di danni elettrici ai cuscinetti.

Un anello di messa a terra dell’albero può essere utilizzato nei motori per veicoli elettrici (EV)?

Sì. Gli anelli di messa a terra dell’albero possono essere impiegati nei motori per veicoli elettrici (EV) e in altri motori elettrici ad alta velocità, dove la corrente sull’albero legata all’inverter potrebbe compromettere l’affidabilità dei cuscinetti.

Volsun offre anelli di messa a terra dell’albero personalizzati?

Sì. Volsun può sviluppare soluzioni personalizzate di anelli di messa a terra in base al diametro dell’albero, alla struttura del motore, allo spazio disponibile per l’installazione, alle condizioni operative e ad altri requisiti applicativi.

Quali fattori devono essere considerati nella scelta di un anello di messa a terra per l’albero?

I fattori importanti includono il diametro dell’albero, la velocità del motore, la temperatura di esercizio, la posizione di installazione, la resistenza di contatto, la struttura dei cuscinetti, la configurazione della messa a terra e la durata operativa prevista.