A posta a terra do eixe do motor mellora a fiabilidade dos motores alimentados por inversores

Os enxeñeiros de mantemento situados na parte superior de edificios comerciais ou plantas industriais relubrican regularmente os motores e buscan outros signos de fatiga, e sen ferramentas de mantemento preventivo nin software de control preditivo avanzado para proporcionar alertas, os enxeñeiros poden deterse e pensar: "Cales son eses motores que están empeorando?"É cada vez máis alto, ou é só a miña imaxinación?Os sensores internos do enxeñeiro experimentado (audición) e as corazonadas (alarmas preditivas) do motor poden ser correctos, co paso do tempo, os rodamentos están no medio da conciencia de ninguén.Desgaste prematuro no caso, pero por que?Teña en conta esta "nova" causa de falla dos rodamentos e saiba como evitala eliminando as tensións de modo común.

Por que fallan os motores?

Aínda que hai moitas causas diferentes de fallo do motor, a causa número un, unha e outra vez, é o fallo dos rodamentos.Os motores industriais adoitan experimentar unha variedade de factores ambientais que poden afectar negativamente a vida útil do motor.Aínda que a contaminación, a humidade, a calor ou a carga incorrecta poden causar un fallo prematuro dos rodamentos, outro fenómeno que pode causar a falla dos rodamentos é a tensión de modo común.

Tensión de modo común

A maioría dos motores que se usan hoxe funcionan con tensión cruzada, o que significa que están conectados directamente á enerxía trifásica que entra na instalación (a través dun arrancador de motor).Os motores accionados por variadores de frecuencia fixéronse máis comúns a medida que as aplicacións se fixeron máis complexas nas últimas décadas.A vantaxe de utilizar un variador de frecuencia para conducir un motor é proporcionar control de velocidade en aplicacións como ventiladores, bombas e transportadores, así como facer funcionar cargas cunha eficiencia óptima para aforrar enerxía.

Non obstante, unha desvantaxe dos variadores de frecuencia é o potencial de tensións de modo común, que pode ser causada por un desequilibrio entre as tensións de entrada trifásicas do variador.A conmutación de alta velocidade dun inversor modulado por ancho de pulso (PWM) pode causar problemas para os enrolamentos e os rodamentos do motor, os devanados están ben protexidos cun sistema de illamento anti-spike do inversor, pero cando o rotor ve que se acumulan picos de tensión, a corrente busca Camiño para a menor resistencia ao chan: a través de rodamentos.

Os rodamentos do motor están lubricados con graxa e o aceite da graxa forma unha película que actúa como dieléctrico.Co paso do tempo, este dieléctrico rompe, o nivel de tensión no eixe aumenta, o desequilibrio de corrente busca o camiño de menor resistencia a través do rodamento, o que fai que o rodamento se produza arco, comunmente coñecido como EDM (Electrical Discharge Machining).Co paso do tempo, prodúcese este arco constante, as áreas superficiais das pistas dos rodamentos vólvense fráxiles e pequenas pezas de metal dentro do rodamento poden romperse.En definitiva, este material danado viaxa entre as bolas dos rodamentos e as pistas dos rodamentos, creando un efecto abrasivo que pode provocar xeadas ou sucos (e potencialmente aumentar o ruído ambiental, as vibracións e a temperatura do motor).A medida que a situación empeora, algúns motores poden seguir funcionando e, dependendo da gravidade do problema, os eventuales danos nos rodamentos do motor poden ser inevitables porque o dano xa está feito.

baseado na prevención

Como desviar a corrente do rodamento?A solución máis común é engadir unha masa de eixe a un extremo do eixe do motor, especialmente nas aplicacións nas que as tensións de modo común poden ser máis frecuentes.A posta a terra do eixe é basicamente unha forma de conectar o rotor xiratorio dun motor a terra a través do cadro do motor.Engadir unha terra de eixe ao motor (ou mercar un motor preinstalado) antes da instalación pode ser un prezo pequeno en comparación cos custos de mantemento asociados coa substitución de rodamentos, sen esquecer o alto custo do tempo de inactividade das instalacións.

Hoxe na industria son comúns varios tipos de arranxos de posta a terra do eixe.Montar escobillas de carbón nos soportes aínda é popular.Estes son similares ás típicas escobillas de carbón de CC, que basicamente proporcionan unha conexión eléctrica entre as partes rotativas e estacionarias do circuíto do motor..Un tipo de dispositivo relativamente novo no mercado é o dispositivo de anel de cepillo de fibra, estes dispositivos funcionan dun xeito similar aos cepillos de carbón colocando múltiples fíos de fibras condutoras nun anel ao redor do eixe.O exterior do anel permanece estacionario e adoita estar montado na placa final do motor, mentres que as escobillas circulan pola superficie do eixe do motor, desviando a corrente a través das escobillas e conectadas a terra de forma segura.Non obstante, para motores máis grandes (máis de 100 CV), independentemente do dispositivo de conexión a terra do eixe utilizado, recoméndase xeralmente instalar un rodamento illado no outro extremo do motor onde está instalado o dispositivo de conexión a terra do eixe para garantir que todas as tensións no rotor sexan descargado a través do dispositivo de posta a terra.

En conclusión

Os variadores de frecuencia poden aforrar enerxía en moitas aplicacións, pero sen a posta a terra adecuada, poden causar fallos prematuros do motor.Hai tres cousas a considerar cando se intenta reducir as tensións de modo común en aplicacións de convertidores de frecuencia variable: 1) Asegúrese de que o motor (e o sistema do motor) estea correctamente conectado a terra.2) Determine o equilibrio adecuado da frecuencia portadora, que minimizará os niveis de ruído e o desequilibrio de tensión.3) Se se considera necesaria a posta a terra do eixe, seleccione a toma de terra máis adecuada para a aplicación.