EN
Waarom veroorzaken VFD-motoren lagerschade?
Snelle reactie
Frequentieregelaars (VFD's) kunnen asspanning veroorzaken door de hoogfrequente schakeling binnen de omvormer. Wanneer deze spanning opbouwt, kan elektrische stroom via de motorlagers ontladen. Op de lange termijn beschadigen deze herhaalde ontladingen de lageroppervlakken, wat leidt tot pitting, lawaai, trillingen en vroegtijdige uitval. Het installeren van een asaardingring kan de stroom veilig naar aarde leiden en lagerschade voorkomen.
De groeiende toepassing van VFD-motoren
Frequentieregelaars worden veel gebruikt om het energieverbruik te verbeteren en de motorsnelheid te regelen. Ze komen veelvuldig voor in industriële systemen zoals pompen, compressoren, HVAC-apparatuur en transportsystemen.
Veel ingenieurs merken echter na de installatie van VFD-systemen een onverwacht probleem op: de motoraandrijflagers beginnen veel eerder te falen dan verwacht.
Dit probleem wordt niet veroorzaakt door slechte smering of mechanische overbelasting. In veel gevallen is de werkelijke oorzaak elektrische schade aan het lager.
Hoe VFD's asspanning genereren
In tegenstelling tot traditionele voedingen die een gladde sinusvormige spanning leveren, regelen frequentieregelaars (VFD’s) de motortoerental met behulp van pulsbreedtemodulatie (PWM). Deze methode schakelt de spanning razendsnel aan en uit bij hoge frequenties.
Tijdens dit schakelproces ontstaat een verschijnsel dat bekendstaat als gemeenschappelijke-modusspanning.
Deze spanning kan een elektrisch potentiaalverschil tussen de motoras en het motorframe opwekken. Naarmate de motor draait, neemt de as-spanning geleidelijk toe.
Zodra de spanning sterk genoeg is om door de dunne smeervloeistoflaag binnen het lager te breken, treedt elektrische ontlading op.
Wat er binnen het lager gebeurt
Elke ontlading is uiterst klein, maar gedraagt zich als een microscopische vonk tussen metalen oppervlakken.
Duizenden van deze vonken kunnen elke seconde optreden tijdens de motordraaiing.
Op de lange termijn veroorzaakt deze herhaalde elektrische activiteit verschillende soorten schade:
● Pitting – kleine kraters op de loopbaan
● Frosting een dof grijs versleten oppervlak
● Fluiten gelijkmatig afgezette groeven langs het lagerspoor
Verhoogde trillingen en geluid
Onderzoeken van industriële motoren laten zien dat elektrische lagerschade een groot deel van de vroegtijdige storingen van VFD-aangedreven motoren veroorzaakt.
Het probleem met schachtgrondingsringen voorkomen
Een asgrondring beschermt het lager door een gecontroleerd elektrisch pad naar de grond te bieden. In plaats van dat de spanning door het lager ontsnapt, leidt de aardingsring de stralende stroom van de roterende as rechtstreeks naar het motorframe.
De asgrondingsring maakt gebruik van geleidende microfibers die continu contact met de as onderhouden terwijl de motor draait. Omdat de aardingsring een lager weerstandspad biedt dan het lager, stroomt de elektrische stroom er natuurlijk doorheen.
Een eenvoudige preventieoplossing
Bij veel moderne motoraandrijfsystemen is elektrische lagerbeschadiging niet direct zichtbaar totdat er een storing optreedt. Door vroeg in het systeemontwerp een asaardingring te installeren, kunnen ingenieurs het risico op vroegtijdige lagerbeschadiging verminderen en de langetermijnbetrouwbaarheid van de motor verbeteren.
Veelgestelde vragen
1. Waarom veroorzaken frequentieregelaars (VFD’s) lagerstromen?
De hoogfrequente schakeling in VFD’s genereert gemeenschappelijke-modusspanning die aspanning kan induceren, waardoor deze mogelijk via de motorlagers ontladen wordt.
2. Kan smering elektrische lagerbeschadiging voorkomen?
Nee. Smering beschermt tegen mechanische slijtage, maar kan elektrische ontlading niet tegenhouden.
3. Wat is de meest gebruikte beschermingsmethode?
Asaardingringen worden veel gebruikt omdat ze stroombanen veilig om de lagers heen leiden.
