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Qual è lo scopo principale di un anello di messa a terra dell'albero?
Nell'industria moderna, la maggior parte dei motori è azionata da inverter di frequenza (VFD). I VFD regolano tensione e frequenza attraverso interruttori ad alta velocità. Tuttavia, questo comporta un effetto collaterale: le forme d'onda PWM prodotte dai VFD contengono componenti ad alta frequenza, che generano un campo elettrico asimmetrico all'interno del motore. Questa induzione genera una tensione tra l'albero del motore e massa, nota come tensione sull'albero.
Con l'accumulo nel tempo della tensione sull'albero, il suo valore aumenta. Quando questa tensione supera la tensione di rottura dielettrica del film oleoso del cuscinetto, provoca immediatamente la rottura del film stesso. Una volta compromesso il film oleoso, l'alta tensione cerca un percorso di scarica, generando una corrente impulsiva momentanea, nota come corrente sull'albero.
Questa corrente d'albero ad alta frequenza e ad alta energia, quando passa attraverso il cuscinetto, genera istantaneamente piccole scariche a scintilla nel punto di contatto tra la sfera e la pista. La ricorrenza frequente di queste scariche può produrre un effetto simile all'elettroerosione, portando ai seguenti problemi comuni:
Cavità e solchi: si formano su superfici delle piste e delle sfere del cuscinetto cavità e solchi simili a "strisce tattili".
Degrado del grasso: le scintille elettriche ad alta temperatura possono causare invecchiamento precoce e deterioramento del grasso, con conseguente perdita delle proprietà lubrificanti.
Rumore e vibrazione: i danni alla superficie del cuscinetto possono produrre rumori anomali e vibrazioni durante il funzionamento.
Guasto del cuscinetto: ciò porta infine a un guasto prematuro del cuscinetto ben prima della fine della vita progettuale, causando fermo motore.
In che modo gli anelli di messa a terra dell'albero prevengono la corrosione dei cuscinetti? Prima di tutto, dobbiamo comprendere che il principio di protezione degli anelli di messa a terra consiste nel fornire un "percorso preferenziale a bassa impedenza". Ad esempio, gli anelli di messa a terra Volsun e le spazzole conduttive sono composti principalmente da fibre conduttive e da un corpo metallico, offrendo una trasmissione della corrente leggera, a bassa resistenza e fisicamente stabile. Volsun utilizza un design a sbalzo, in cui la punta flessibile della spazzola in fibra aderisce strettamente alla superficie dell'albero. Questo percorso, formato dal fascio di fibre conduttive e dal cavo, presenta una resistenza molto inferiore rispetto alla resistenza d'isolamento del film oleoso del cuscinetto. Quando si verifica l'accumulo di tensione sull'albero, il percorso creato dall'anello di messa a terra, grazie alla sua impedenza estremamente bassa, dissipa preferenzialmente la maggior parte della corrente di albero attraverso di esso.
In parole semplici, questo offre un percorso più facile e a impedenza ridotta attraverso cui la corrente sull'albero può scaricarsi a massa prima di perforare il film oleoso del cuscinetto. Ciò impedisce che la tensione sull'albero si accumuli fino a un livello sufficiente a penetrare il film oleoso del cuscinetto, dissipando efficacemente il passaggio della corrente sull'albero attraverso i cuscinetti e proteggendo così i cuscinetti dalla corrosione elettrica.
In sintesi, l'anello di messa a terra dell'albero fornisce un percorso di scarico preferenziale a bassa impedenza, deviando verso terra la tensione e la corrente indesiderate sull'albero, impedendo loro di penetrare il film oleoso del cuscinetto. Questo evita che scintille corrodano le piste e le sfere del cuscinetto, affrontando efficacemente il problema della corrosione elettrica nei cuscinetti del motore e prolungando significativamente la vita sia del motore che dei cuscinetti.
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