Vòng tiếp đất trục: Cách thức bảo vệ ổ bi động cơ khỏi hư hỏng do điện

Khi các động cơ điện hướng tới vận tốc cao hơn, mật độ công suất cao hơn và việc sử dụng thường xuyên hơn các bộ biến tần (VFD), dòng điện trên trục và hư hỏng điện trên ổ bi ngày càng trở thành những vấn đề đáng lo ngại về độ tin cậy.

Điện áp tần số cao do bộ nghịch lưu tạo ra có thể cảm ứng dòng điện không mong muốn trên trục động cơ. Nếu dòng điện này đi qua ổ bi, sự phóng điện lặp lại có thể gây ra hiện tượng rỗ bề mặt, rãnh sóng, suy giảm chất bôi trơn và hỏng sớm ổ bi.

Một vòng tiếp đất trục (SGR) cung cấp một đường dẫn chuyên biệt có trở kháng thấp nhằm chuyển hướng dòng điện trên trục ra khỏi ổ bi và xả an toàn xuống đất.

Chức năng của vòng tiếp đất trục là gì?

Chức năng chính của vòng tiếp đất trục là thay đổi đường đi của dòng điện không mong muốn trên trục .

Ở động cơ được điều khiển bởi bộ biến tần, điện áp chế độ chung do việc chuyển mạch PWM tạo ra có thể sinh ra điện thế trên trục động cơ. Trong một số điều kiện vận hành nhất định, dòng điện có thể đi qua các ổ bi động cơ trước khi về đất.

Điều này tạo ra một đường dẫn dòng điện gây hại:

Trục → Ổ bi → Khung động cơ → Đất

Vòng tiếp đất trục tạo ra một đường dẫn thay thế:

Trục → Vòng tiếp đất trục → Khung động cơ → Đất

Bằng cách cung cấp một đường dẫn dẫn điện được kiểm soát, vòng tiếp đất giúp ngăn chặn ổ bi trở thành một phần của mạch điện.

Giá trị cốt lõi: Thay đổi đường đi của dòng điện, bảo vệ ổ bi.

Nguyên lý này khiến vòng tiếp đất trục đặc biệt hữu ích cho các động cơ chịu tác động của chuyển mạch tần số cao, tốc độ quay cao hoặc hoạt động liên tục trong thời gian dài.

Tại sao dòng điện trục lại là vấn đề đối với bạc đạn động cơ?

Bạc đạn động cơ được thiết kế để chịu tải cơ học và cho phép quay trơn tru—không phải để dẫn dòng điện.

Khi phóng điện xảy ra lặp đi lặp lại qua bạc đạn, tổn thương vi mô có thể hình thành trên rãnh chạy và các phần tử lăn của bạc đạn. Theo thời gian, điều này có thể dẫn đến:

· Rỗ điện và rãnh điện

· Dầu bôi trơn bị suy giảm

· Tiếng ồn và rung động gia tăng

· Tuổi thọ làm việc của bạc đạn bị rút ngắn

· Bảo trì bất ngờ và thời gian ngừng hoạt động

Nguy cơ này đặc biệt đáng quan tâm đối với Động cơ biến tần (VFD), động cơ tốc độ cao, động cơ truyền động xe điện (EV), và các hệ thống truyền động điện hiện đại khác .

Vì lý do này, việc bảo vệ chống dòng điện chạy qua bạc đạn cần được xem xét trong quá trình thiết kế động cơ và tích hợp hệ thống, chứ không chỉ sau khi bạc đạn đã bị hư hại.

Vòng nối đất trục hoạt động như thế nào?

Vòng nối đất trục sử dụng các thành phần dẫn điện để duy trì tiếp xúc điện với trục quay.

Khi điện áp không mong muốn xuất hiện trên trục, vòng dẫn điện này cung cấp một đường dẫn có trở kháng thấp hơn cho dòng điện. Dòng điện được chuyển hướng qua vòng nối đất trục, sau đó truyền sang khung động cơ và cuối cùng kết nối với hệ thống nối đất.

Hiệu quả của một giải pháp nối đất trục không chỉ phụ thuộc vào việc thiết lập tiếp xúc điện đơn thuần. Các yếu tố như đường kính trục, tốc độ quay, điện trở tiếp xúc, vị trí lắp đặt, cấu trúc động cơ, nhiệt độ và môi trường vận hành cũng cần được xem xét.

Một vòng nối đất trục được thiết kế đúng cách phải duy trì tiếp xúc đáng tin cậy đồng thời đảm bảo hiệu năng điện ổn định trong suốt thời gian vận hành động cơ dài hạn.

Vòng nối đất trục được sử dụng ở đâu?

Công nghệ nối đất trục có thể được áp dụng cho nhiều loại động cơ và thiết bị quay khác nhau, nơi dòng điện có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của ổ bi.

Động cơ dẫn động Xe cộ Năng lượng Mới

Các động cơ EV hiện đại đang chuyển dần sang điện áp cao hơn, tốc độ cao hơn và mật độ công suất lớn hơn . Các hệ thống sử dụng kiến trúc 800 V, linh kiện bán dẫn SiC và bộ điều khiển tốc độ cao có thể tạo ra các điều kiện điện khắc nghiệt đối với ổ bi động cơ.

Một vòng nối đất trục có thể cung cấp một đường dẫn kiểm soát được cho dòng điện không mong muốn trên trục và giúp cải thiện khả năng bảo vệ ổ bi.

Động cơ biến tần công nghiệp

Động cơ được điều khiển bởi biến tần là một trong những ứng dụng phổ biến nhất cho việc nối đất trục. Các thiết bị điển hình bao gồm:

· Quạt công nghiệp

· Máy bơm nước

· Máy nén

· Băng tải

· Hệ thống servo

Một đường dẫn dòng điện trục chuyên dụng có thể giúp giảm nguy cơ xói mòn điện trong quá trình vận hành liên tục.

Hệ thống HVAC

Các hệ thống HVAC hiện đại thường sử dụng động cơ, quạt, bơm và máy nén biến tốc. Việc nối đất trục có thể được tích hợp vào các chiến lược bảo vệ động cơ khi dòng điện trục do bộ biến tần gây ra là vấn đề đáng lo ngại.

Tuabin gió và thiết bị quay cỡ lớn

Tuabin gió, máy phát điện, động cơ cỡ lớn và các thiết bị quay khác có thể vận hành liên tục trong điều kiện khắc nghiệt.

Bảo vệ bạc đạn khỏi hư hỏng điện có thể giúp nâng cao độ tin cậy của thiết bị và giảm bảo trì ngoài kế hoạch.

Tại sao nên chọn Volsun cho giải pháp nối đất trục?

Vòng nối đất trục có thể là một bộ phận nhỏ, nhưng hiệu suất của nó có thể ảnh hưởng quan trọng đến độ tin cậy của bạc đạn động cơ.

Volsun tập trung vào các giải pháp tiếp đất trục chuyên biệt cho từng ứng dụng , kết hợp phát triển sản phẩm với hỗ trợ kỹ thuật.

Phương pháp của chúng tôi bao quát toàn bộ quy trình:

Chẩn đoán điều kiện vận hành → Phân tích vấn đề → Thiết kế giải pháp → Phát triển mẫu thử → Kiểm tra và xác nhận → Sản xuất hàng loạt

Điều này cho phép đánh giá giải pháp tiếp đất dựa trên ứng dụng động cơ thực tế thay vì chỉ dựa vào đường kính trục.

Cho Động cơ xe điện (EV), động cơ biến tần (VFD), động cơ công nghiệp, thiết bị HVAC, bơm, quạt, tuabin gió và các máy móc quay khác , Volsun có thể hỗ trợ khách hàng phát triển các giải pháp tiếp đất trục phù hợp.

Bảo vệ bạc đạn bằng cách kiểm soát đường đi của dòng điện

Khi công nghệ động cơ không ngừng phát triển, việc ngăn ngừa hư hỏng điện ở bạc đạn ngày càng trở thành một yếu tố quan trọng đối với độ tin cậy của động cơ.

Một vòng Nối Đất Trục cung cấp một giải pháp thực tiễn để chuyển hướng dòng điện trục không mong muốn ra khỏi các ổ bi và vào một đường nối đất được kiểm soát.

Dù bạn đang xử lý Dòng điện trục động cơ xe điện (EV), dòng điện trục do bộ biến tần (VFD) gây ra, hay sự xói mòn điện trong động cơ công nghiệp , nguyên lý rất đơn giản:

Đừng để ổ bi trở thành đường đi của dòng điện.

Vòng nối đất trục Volsun — Thay đổi đường đi của dòng điện nhằm bảo vệ ổ bi.

Câu hỏi thường gặp: Vòng nối đất trục

Vòng tiếp địa trục là gì?

Vòng nối đất trục là một thiết bị dẫn điện được lắp đặt trên hoặc quanh trục động cơ nhằm tạo ra một đường dẫn có trở kháng thấp cho dòng điện trục không mong muốn và giúp ngăn dòng điện đi qua ổ bi.

Tại sao động cơ dùng bộ biến tần (VFD) cần nối đất trục?

Các bộ biến tần (VFD) sử dụng kỹ thuật chuyển mạch PWM tần số cao, có thể tạo ra điện áp chế độ chung và cảm ứng dòng điện trục. Một vòng nối đất trục có thể cung cấp một đường dẫn thay thế cho dòng điện này và giúp giảm nguy cơ hư hỏng ổ bi do tác động điện.

Vòng tiếp đất trục có thể được sử dụng cho động cơ xe điện (EV) không?

Có. Vòng tiếp đất trục có thể được sử dụng trong động cơ xe điện (EV) và các động cơ điện tốc độ cao khác, nơi dòng điện trên trục liên quan đến bộ biến tần có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của ổ bi.

Volsun có cung cấp vòng tiếp đất trục tùy chỉnh không?

Có. Volsun có thể phát triển các giải pháp vòng tiếp đất trục tùy chỉnh dựa trên đường kính trục, cấu trúc động cơ, không gian lắp đặt, điều kiện vận hành và các yêu cầu ứng dụng khác.

Những yếu tố nào cần xem xét khi chọn vòng tiếp đất trục?

Các yếu tố quan trọng bao gồm đường kính trục, tốc độ động cơ, nhiệt độ vận hành, vị trí lắp đặt, điện trở tiếp xúc, cấu trúc ổ bi, cấu hình tiếp đất và tuổi thọ dự kiến.