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Qual É A Finalidade Principal De Um Anel De Aterramento De Eixo?
Na indústria moderna, a maioria dos motores é acionada por inversores de frequência (VFDs). Os VFDs regulam tensão e frequência por meio de comutação de alta velocidade. No entanto, isso tem um efeito colateral: as formas de onda PWM geradas pelos VFDs contêm componentes de alta frequência, que geram um campo elétrico assimétrico dentro do motor. Essa indução gera uma tensão entre o eixo do motor e a terra — essa é chamada tensão no eixo.
À medida que a tensão no eixo se acumula ao longo do tempo, seu valor aumenta. Quando essa tensão ultrapassa a tensão de ruptura dielétrica da película de óleo do rolamento, ela rompe instantaneamente essa película. Uma vez rompida a película de óleo, a alta tensão procura um caminho para escapar, gerando uma corrente pulsada momentânea, conhecida como corrente no eixo.
Essa corrente no eixo, de alta frequência e alta energia, ao passar pelo rolamento, gera instantaneamente pequenas descargas por faíscas no ponto de contato entre a esfera e a pista do rolamento. A ocorrência frequente dessas descargas pode produzir um efeito semelhante à eletroerosão, levando aos seguintes problemas comuns:
Covas e ranhuras: Essas covas e ranhuras semelhantes a "lombadas" formam-se nas superfícies das pistas e esferas dos rolamentos.
Degradação da graxa: Faíscas elétricas de alta temperatura podem causar envelhecimento prematuro e deterioração da graxa, levando à perda de suas propriedades lubrificantes.
Ruído e vibração: Danos na superfície do rolamento podem produzir ruídos e vibrações anormais durante a operação.
Falha no rolamento: Isso leva, em última instância, à falha prematura do rolamento muito antes do fim da vida útil projetada, causando paralisação do motor.
Como os anéis de aterramento de eixo evitam a corrosão dos rolamentos? Primeiro, devemos entender que o princípio de proteção dos anéis de aterramento de eixo é fornecer um "caminho preferencial de baixa impedância". Por exemplo, os anéis de aterramento de eixo Volsun e escovas condutivas são compostos principalmente por fibras condutivas e um corpo metálico, oferecendo transmissão de corrente leve, de baixa resistência e fisicamente estável. A Volsun utiliza um design em balanço, com a ponta flexível da escova de fibra ajustando-se firmemente à superfície do eixo. Esse caminho, formado pelo feixe de fibras condutivas e fio, possui uma resistência muito menor do que a resistência de isolamento da película de óleo do rolamento. Quando a tensão no eixo começa a se acumular, o caminho do anel de aterramento, devido à sua impedância extremamente baixa, dissipa preferencialmente a maior parte da corrente do eixo através dele.
Em termos simples, isso proporciona um caminho mais fácil e de menor impedância para a corrente do eixo escapar para o solo antes que rompa a película de óleo do rolamento. Isso impede que a tensão no eixo se acumule até um nível suficiente para penetrar a película de óleo do rolamento, dissipando efetivamente o caminho da corrente do eixo através dos rolamentos e protegendo-os assim da corrosão elétrica.
Em resumo, o anel de aterramento do eixo fornece um caminho de descarga preferencial com baixa impedância, direcionando para o solo as tensões e correntes nocivas do eixo, evitando que penetrem na película de óleo do rolamento. Isso impede que faíscas corroam as pistas e esferas dos rolamentos, combatendo eficazmente a corrosão elétrica nos rolamentos do motor e prolongando significativamente a vida útil tanto do motor quanto dos rolamentos.
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