La posada a terra de l'eix del motor millora la fiabilitat dels motors alimentats per inversor

Els enginyers de manteniment a la part superior d'edificis comercials o plantes industrials relubriquen motors regularment i comproven altres signes de fatiga, i sense eines de manteniment preventiu o programari de control predictiu avançat per proporcionar alertes, els enginyers poden aturar-se i pensar: "Quins són aquells motors que són empitjorant?"S'està fent més fort o això és només la meva imaginació?Els sensors interns de l'enginyer experimentat (oïda) i les intuïcions (alarmes predictives) del motor poden ser correctes, amb el pas del temps, els coixinets estan al mig de la consciència de ningú.Desgast prematur al cas, però per què?Tingueu en compte aquesta "nova" causa de fallada dels coixinets i sàpiga com prevenir-la eliminant les tensions de mode comú.

Per què fallen els motors?

Tot i que hi ha moltes causes diferents de fallada del motor, la causa número u, una i altra vegada, és la fallada dels coixinets.Els motors industrials sovint experimenten una varietat de factors ambientals que poden afectar negativament la vida del motor.Tot i que la contaminació, la humitat, la calor o la càrrega incorrecta poden causar una fallada prematura dels coixinets, un altre fenomen que pot causar una fallada dels coixinets és la tensió de mode comú.

Tensió de mode comú

La majoria dels motors que s'utilitzen avui dia funcionen amb una tensió de línia creuada, la qual cosa significa que estan connectats directament a la potència trifàsica que entra a la instal·lació (mitjançant un arrencador de motor).Els motors accionats per variadors de freqüència s'han tornat més habituals a mesura que les aplicacions s'han tornat més complexes durant les últimes dècades.L'avantatge d'utilitzar un variador de freqüència per accionar un motor és proporcionar control de velocitat en aplicacions com ventiladors, bombes i transportadors, així com fer funcionar càrregues amb una eficiència òptima per estalviar energia.

Un desavantatge de les unitats de freqüència variable, però, és el potencial de tensions de mode comú, que pot ser causada per un desequilibri entre les tensions d'entrada trifàsiques del variador.La commutació d'alta velocitat d'un inversor modulat per ample de pols (PWM) pot causar problemes per als bobinatges i els coixinets del motor, els bobinatges estan ben protegits amb un sistema d'aïllament anti-spices de l'inversor, però quan el rotor veu acumular pics de tensió, el corrent busca el camí cap a la menor resistència a terra: a través dels coixinets.

Els coixinets del motor estan lubricats amb greix i l'oli del greix forma una pel·lícula que actua com a dielèctric.Amb el pas del temps, aquest dielèctric es trenca, el nivell de tensió a l'eix augmenta, el desequilibri de corrent busca el camí de menor resistència a través del coixinet, la qual cosa fa que el coixinet s'arc, conegut comunament com EDM (Electrical Descharge Machining).Amb el temps, es produeix aquest arc constant, les àrees superficials de les pistes del coixinet es tornen trencadisses i es poden trencar petites peces de metall dins del coixinet.En última instància, aquest material danyat viatja entre les boles del coixinet i les pistes del coixinet, creant un efecte abrasiu que pot provocar gelades o solcs (i potencialment augmentar el soroll ambiental, la vibració i la temperatura del motor).A mesura que la situació empitjora, alguns motors poden continuar funcionant i, depenent de la gravetat del problema, els danys eventuals als coixinets del motor poden ser inevitables perquè el dany ja s'ha fet.

basat en la prevenció

Com desviar el corrent del coixinet?La solució més habitual és afegir una terra d'eix a un extrem de l'eix del motor, especialment en aplicacions on les tensions de mode comú poden ser més freqüents.La connexió a terra de l'eix és bàsicament una manera de connectar el rotor giratori d'un motor a terra a través del marc del motor.Afegir una terra d'eix al motor (o comprar un motor preinstal·lat) abans de la instal·lació pot ser un preu reduït en comparació amb els costos de manteniment associats amb la substitució de coixinets, per no parlar de l'alt cost del temps d'inactivitat de les instal·lacions.

Avui en dia, a la indústria són habituals diversos tipus d'acords de connexió a terra d'eix.El muntatge de raspalls de carbó als suports encara és popular.Són similars a les típiques escombretes de carbó de CC, que bàsicament proporcionen una connexió elèctrica entre les parts giratòries i estacionàries del circuit del motor..Un tipus de dispositiu relativament nou al mercat és el dispositiu d'anell de raspall de fibra, aquests dispositius funcionen de manera similar als raspalls de carbó col·locant múltiples fils de fibres conductores en un anell al voltant de l'eix.L'exterior de l'anell roman estacionari i normalment es munta a la placa final del motor, mentre que els raspalls es mouen a la superfície de l'eix del motor, desviant el corrent a través dels raspalls i connectats a terra de manera segura.Tanmateix, per als motors més grans (per sobre de 100 CV), independentment del dispositiu de connexió a terra de l'eix utilitzat, generalment es recomana instal·lar un coixinet aïllat a l'altre extrem del motor on s'instal·la el dispositiu de connexió a terra de l'eix per assegurar-se que totes les tensions del rotor siguin. descarregat a través del dispositiu de connexió a terra.

en conclusió

Els variadors de freqüència poden estalviar energia en moltes aplicacions, però sense una connexió a terra adequada, poden provocar una fallada prematura del motor.Hi ha tres coses a tenir en compte quan s'intenta reduir les tensions de mode comú en aplicacions d'accionament de freqüència variable: 1) Assegureu-vos que el motor (i el sistema del motor) estiguin ben connectats a terra.2) Determineu l'equilibri de freqüència portadora adequat, que minimitzarà els nivells de soroll i el desequilibri de tensió.3) Si es considera necessària la connexió a terra de l'eix, seleccioneu la connexió a terra més adequada per a l'aplicació.