EN
Ako vyriešiť elektrické erózne poškodenie ložísk motora
Čo spôsobuje napätie na hriadeli v motoroch ovládaných frekvenčnými meničmi (VFD)? Ako sa dajú testovať ložiskové prúdy?
Zdroj ložiskových prúdov
Ložiskové prúdy sú vysokofrekvenčné vybíjacie prúdy, ktoré vznikajú v dôsledku napätia na hriadeli a prechádzajú cez ložiská motora. Základnou príčinou je napätie s moduláciou šírky impulzov (PWM), ktoré generujú frekvenčné meniče a ktoré vytvára sériu rýchlo prepínajúcich sa kladných a záporných impulzov namiesto sinusového vlnového tvaru. To spôsobuje nevyvážené priemerné napätie medzi tromi fázami, ktoré sa označuje ako spoločné napätie (často sa prejavuje ako šesťkroková štvorcová vlna).
V motoroch ovládaných frekvenčnými meničmi spoločné napätie indukuje napätie na hriadeli prostredníctvom kapacitného spätneho väzby v vnútornej štruktúre motora. Keď toto napätie prekročí izolačnú pevnosť mazivej vrstvy v ložiskách, dochádza k jeho vybíjaniu, čím vznikajú kapacitné EDM (elektrické erózne obrábanie) prúdy ktoré vytvárajú mikrojamky a drážky na behových plochách ložísk. V motoroch s vyšším výkonom (zvyčajne > 75 kW) tiež vyvoláva vysokofrekvenčný magnetický tok napätie na konci hriadeľa, čo vedie k vysokofrekvenčné obežné prúdy ktoré súčasne poškodzujú ložiská na oboch koncoch hriadeľa. Tieto dva typy prúdov sú hlavnými príčinami elektrického poškodenia ložísk.
Kapacitné prúdy pri elektroerozívnom obrábaní
Vnútorná štruktúra elektrického motora funguje podobne ako kondenzátor. Spoločné napätie z frekvenčného meniča generuje kapacitne viazané napätie na hriadeľi motora. Toto napätie na hriadeľi sa vybíja oblúkom cez ložiská do rámu motora, čím vznikajú kapacitné prúdy pri elektroerozívnom obrábaní.
Napätie na hriadeľi sa dá merať pomocou digitálneho osciloskopu a Sondy VOLSUN na meranie napätia na hriadeľi . Vybíjanie sa prejavuje ako vysokofrekvenčné napäťové impulzy.
Tieto výbojové oblúky, ktoré môžu vzniknúť desiatky tisíc krát za sekundu, poškrujú mazivo v ložiskách a spôsobujú elektroerózne opracovanie, čo má za následok vznik tisícov mikroskopických jamiek na behových plochách ložísk. Tieto jamky spolu s degradovaným mazivom zvyšujú trenie a vedú k problémom s NVH (hluk, vibrácie a drsnosť).
Vysokofrekvenčné obežné prúdy
Vysokofrekvenčné prúdy vo výstupnom signále frekvenčného meniča sa kapacitne prepoja so snopom motora a prechádzajú cez neho smerom k uzemneniu. Keď tieto prúdy prechádzajú cez snop, generujú vo vnútri motora vysokofrekvenčný magnetický tok. Tento tok zase indukuje vysokofrekvenčné napätie pozdĺž celej dĺžky hriadeľa. U väčších motorov je toto napätie pozdĺž hriadeľa dostatočne vysoké na to, aby cez ložiská prechádzali vysokofrekvenčné obežné prúdy.
Tento obežný prúd prechádza od hriadeľa cez jedno ložisko do rámu a od rámu späť k hriadeľu cez druhé ložisko. Výsledkom je obežná prúdová slučka medzi hriadeľom a rámovou konštrukciou motora, ktorá poškodzuje obe ložiská súčasne.
Účinky prúdov v ložiskách
Postupne sa mikroskopické jamky spôsobené oblúkovým prienikom cez ložiská hromadia do viditeľného matného povrchu, ktorý sa nazýva „pomračenie“. Pomračené ložisko je menej hladké ako zdravé, čo vedie k zvýšenému treniu, vyššej teplote a ďalšiemu zhoršovaniu dráh ložiska. Postupne sa vzájomný vplyv elektrického poškodenia a vibrácií prejavuje ako pruhovaný alebo tzv. „plotový“ vzor, ktorý sa nazýva fluting (vyrytie).
Keď sa fluting vyvinie, zlyhanie ložiska je nevyhnutné. Ložisko s flutingom spôsobuje nadmerné vibrácie a charakteristický piercingový zvuk. Nižšie uvedený diagram ilustruje bežné typy elektrickej erózie ložísk.
VOLSUN-ový vodivý kruh 3. generácie (uzemňovací kruh na hriadeľ), vďaka svojmu ľahkému dizajnu a kompaktnej konštrukcii sa môže priamo inštalovať na ložiskové jednotky, čím spĺňa prísne požiadavky na priestor a hmotnosť elektrických vozidiel. Okrem toho jeho údržbovo nezávislá funkcia znižuje tlak na servis po predaji, čo ho robí spoľahlivým riešením pre problémy s elektrickou eróziou ložísk!
