EN
Tại Sao Động Cơ Biến Tần Gây Hư Hại Ổ Trục?
Câu trả lời nhanh
Bộ biến tần (VFD) có thể tạo ra điện áp trục do hiện tượng chuyển mạch tần số cao bên trong bộ nghịch lưu. Khi điện áp này tích tụ, dòng điện có thể phóng qua các ổ trượt của động cơ. Theo thời gian, các lần phóng điện lặp đi lặp lại này làm hỏng bề mặt ổ trượt, dẫn đến hiện tượng rỗ bề mặt, gây tiếng ồn, rung động và hư hỏng sớm.
Việc Sử Dụng Ngày Càng Tăng Của Động Cơ Điều Khiển Bằng Bộ Biến Tần
Các bộ biến tần (VFD) được sử dụng rộng rãi nhằm nâng cao hiệu suất năng lượng và điều khiển tốc độ động cơ. Chúng phổ biến trong các hệ thống công nghiệp như bơm, máy nén, thiết bị HVAC và hệ thống băng tải.
Tuy nhiên, nhiều kỹ sư nhận thấy một vấn đề bất ngờ sau khi lắp đặt hệ thống VFD: các ổ trượt của động cơ bắt đầu hư hỏng sớm hơn nhiều so với dự kiến.
Vấn đề này không xuất phát từ việc bôi trơn kém hay quá tải cơ học. Trong nhiều trường hợp, nguyên nhân thực sự là tổn thương điện xảy ra bên trong ổ trượt.
Cơ Chế Tạo Ra Điện Áp Trục Của Bộ Biến Tần
Khác với các nguồn điện truyền thống cung cấp điện áp hình sin trơn, bộ biến tần (VFD) điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Phương pháp này chuyển mạch điện áp bật/tắt một cách nhanh chóng ở tần số cao.
Trong quá trình chuyển mạch này, một hiện tượng gọi là điện áp chế độ chung được sinh ra.
Điện áp này có thể gây ra chênh lệch điện thế giữa trục động cơ và thân động cơ. Khi động cơ hoạt động, điện áp trên trục dần tăng lên.
Khi điện áp đạt đủ lớn để phá vỡ lớp màng dầu bôi trơn mỏng bên trong ổ bi, hiện tượng phóng điện xảy ra.
Điều gì xảy ra bên trong ổ bi
Mỗi lần phóng điện rất nhỏ, nhưng lại tương tự như một tia lửa vi mô giữa hai bề mặt kim loại.
Hàng nghìn tia lửa như vậy có thể xuất hiện mỗi giây trong quá trình vận hành động cơ.
Theo thời gian, hoạt động điện lặp đi lặp lại này gây ra nhiều dạng hư hỏng khác nhau:
● Rỗ bề mặt – những vết lõm nhỏ trên rãnh lăn
● Phun sương – bề mặt xỉn màu xám đã bị mài mòn
● Rãnh xoắn – các rãnh cách đều nhau dọc theo đường chạy của ổ bi
Tăng rung động và tiếng ồn
Các nghiên cứu về hệ thống động cơ công nghiệp cho thấy hư hỏng ổ bi do điện có thể chiếm tỷ lệ lớn trong số các trường hợp hỏng hóc sớm ở động cơ được điều khiển bởi bộ biến tần (VFD).
Ngăn ngừa vấn đề bằng vòng tiếp đất trục
Vòng tiếp đất trục bảo vệ ổ bi bằng cách cung cấp một đường dẫn điện được kiểm soát đến điểm nối đất. Thay vì để điện áp phóng qua ổ bi, vòng tiếp đất sẽ chuyển dòng điện rò rỉ từ trục quay trực tiếp về khung động cơ.
Vòng tiếp đất trục sử dụng các sợi vi dẫn điện duy trì tiếp xúc liên tục với trục trong khi động cơ quay. Vì vòng tiếp đất cung cấp một đường dẫn có điện trở thấp hơn so với ổ bi, dòng điện sẽ tự nhiên đi qua vòng này thay vì qua ổ bi.
Một giải pháp phòng ngừa đơn giản
Đối với nhiều hệ thống động cơ hiện đại, hư hỏng ổ trục do điện không thể quan sát thấy ngay lập tức cho đến khi xảy ra sự cố. Bằng cách lắp đặt vòng tiếp đất trục ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu của hệ thống, các kỹ sư có thể giảm thiểu rủi ro hư hỏng ổ trục sớm và nâng cao độ tin cậy lâu dài của động cơ.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao động cơ biến tần (VFD) lại gây ra dòng điện qua ổ trục?
Việc chuyển mạch tần số cao trong các biến tần (VFD) tạo ra điện áp chế độ chung, có thể cảm ứng điện áp trên trục, dẫn đến hiện tượng phóng điện qua ổ trục động cơ.
2. Việc bôi trơn có thể ngăn ngừa hư hỏng ổ trục do điện hay không?
Không. Bôi trơn chỉ bảo vệ chống mài mòn cơ học, nhưng không thể ngăn chặn hiện tượng phóng điện.
3. Phương pháp bảo vệ phổ biến nhất là gì?
Các vòng tiếp đất trục được sử dụng rộng rãi vì chúng có khả năng dẫn an toàn dòng điện rò rỉ ra khỏi ổ trục.
