Het aarden van de motoras verbetert de betrouwbaarheid van door inverters aangedreven motoren

Onderhoudsmonteurs op de daken van commerciële gebouwen of industriële fabrieken zijn regelmatig bezig met het opnieuw smeren van motoren en controleren op andere tekenen van vermoeidheid, en zonder hulpmiddelen voor preventief onderhoud of geavanceerde voorspellende besturingssoftware om waarschuwingen te geven, kunnen ingenieurs stoppen en denken: “Wat zijn die motoren toch? wordt erger?"Wordt het luider, of is dit slechts mijn verbeelding?”De interne sensoren (gehoor) en ingevingen (voorspellende alarmen) van de motor van de ervaren ingenieur kunnen correct zijn, maar na verloop van tijd bevinden de lagers zich in het midden van niemands bewustzijn.Voortijdige slijtage van de behuizing, maar waarom?Houd rekening met deze “nieuwe” oorzaak van lagerstoringen en weet hoe u deze kunt voorkomen door common-mode-spanningen te elimineren.

Waarom falen motoren?

Hoewel er veel verschillende oorzaken zijn voor motorstoringen, is de belangrijkste oorzaak keer op keer lagerstoringen.Industriële motoren hebben vaak te maken met een verscheidenheid aan omgevingsfactoren die de levensduur van de motor negatief kunnen beïnvloeden.Hoewel verontreiniging, vocht, hitte of onjuiste belasting zeker voortijdige lagerstoringen kunnen veroorzaken, is een ander fenomeen dat lagerstoringen kan veroorzaken de common-mode-spanning.

Common-mode-spanning

De meeste motoren die tegenwoordig in gebruik zijn, werken op kruislijnspanning, wat betekent dat ze rechtstreeks zijn aangesloten op de driefasige stroom die de installatie binnenkomt (via een motorstarter).Motoren aangedreven door frequentieregelaars zijn steeds gebruikelijker geworden omdat toepassingen de afgelopen decennia complexer zijn geworden.Het voordeel van het gebruik van een frequentieregelaar om een ​​motor aan te drijven is dat er snelheidsregeling wordt geboden in toepassingen zoals ventilatoren, pompen en transportbanden, en dat belastingen met een optimaal rendement kunnen worden uitgevoerd om energie te besparen.

Eén nadeel van frequentieregelaars is echter de kans op common-mode-spanningen, die veroorzaakt kunnen worden door een onbalans tussen de driefasige ingangsspanningen van de frequentieregelaar.Het snel schakelen van een pulsbreedtegemoduleerde (PWM) omvormer kan problemen veroorzaken voor de motorwikkelingen en lagers. De wikkelingen zijn goed beschermd met een anti-piekisolatiesysteem van de omvormer, maar wanneer de rotor spanningspieken ziet accumuleren, neemt de stroom af. zoekt de weg naar de minste weerstand tegen aarde: door lagers.

Motorlagers worden gesmeerd met vet en de olie in het vet vormt een film die als diëlektricum fungeert.Na verloop van tijd breekt dit diëlektricum af, het spanningsniveau in de as neemt toe, de huidige onbalans zoekt de weg van de minste weerstand door het lager, waardoor het lager een boog krijgt, algemeen bekend als EDM (Electrical Discharge Machining).Na verloop van tijd treedt deze constante boogvorming op, worden de oppervlakken in de lagerloopvlakken broos en kunnen kleine stukjes metaal in het lager breken.Uiteindelijk beweegt dit beschadigde materiaal zich tussen de lagerkogels en de lagerringen, waardoor een schurend effect ontstaat dat vorst of groeven kan veroorzaken (en mogelijk het omgevingsgeluid, de trillingen en de motortemperatuur kan verhogen).Naarmate de situatie verslechtert, kunnen sommige motoren blijven draaien, en afhankelijk van de ernst van het probleem kan eventuele schade aan de motorlagers onvermijdelijk zijn omdat de schade al is aangericht.

gebaseerd op preventie

Hoe kan ik de stroom van het lager afleiden?De meest gebruikelijke oplossing is het toevoegen van een asaarde aan één uiteinde van de motoras, vooral in toepassingen waar common-mode-spanningen vaker voorkomen.Asaarding is in feite een manier om de roterende rotor van een motor via het motorframe met aarde te verbinden.Het toevoegen van een asgrond aan de motor (of het kopen van een vooraf geïnstalleerde motor) voorafgaand aan de installatie kan een kleine prijs zijn vergeleken met de onderhoudskosten die gepaard gaan met het vervangen van lagers, om nog maar te zwijgen van de hoge kosten van stilstand van de faciliteit.

Verschillende typen asaardingsvoorzieningen zijn tegenwoordig gebruikelijk in de industrie.Het monteren van koolborstels op beugels is nog steeds populair.Deze zijn vergelijkbaar met typische DC-koolborstels, die in principe zorgen voor een elektrische verbinding tussen de roterende en stationaire delen van het motorcircuit..Een relatief nieuw type apparaat op de markt is het vezelborstelringapparaat. Deze apparaten werken op een vergelijkbare manier als koolborstels door meerdere strengen geleidende vezels in een ring rond de as te leggen.De buitenkant van de ring blijft stationair en wordt meestal op de eindplaat van de motor gemonteerd, terwijl de borstels over het oppervlak van de motoras rijden, de stroom door de borstels leiden en veilig geaard zijn.Voor grotere motoren (meer dan 100 pk) wordt echter, ongeacht het gebruikte asaardingsapparaat, over het algemeen aanbevolen om een ​​geïsoleerd lager te installeren aan het andere uiteinde van de motor waar het asaardingsapparaat is geïnstalleerd om ervoor te zorgen dat alle spanningen in de rotor gelijk zijn. ontladen via het aardingsapparaat.

ten slotte

Frequentieregelaars kunnen in veel toepassingen energie besparen, maar zonder de juiste aarding kunnen ze voortijdige motorstoringen veroorzaken.Er zijn drie dingen waarmee u rekening moet houden als u probeert de common-mode-spanningen in toepassingen met frequentieregelaars te verlagen: 1) Zorg ervoor dat de motor (en het motorsysteem) goed geaard is.2) Bepaal de juiste draaggolffrequentiebalans, die de geluidsniveaus en de spanningsonbalans minimaliseert.3) Als aarding van de as noodzakelijk wordt geacht, selecteer dan de aarding die het meest geschikt is voor de toepassing.