I mutori elettrici ghjucanu un rolu vitale in a nostra vita di ogni ghjornu - induve campemu, travagliemu è ghjucanu.Simply put, facenu quasi tuttu ciò chì si move, move.Quasi 70 per centu di l'electricità cunsumata da l'industria hè aduprata da i sistemi di motori elettrici.1

Circa u 75 per centu di i mutori industriali in funziunamentu sò usati per fà funziunà pompe, ventilatori è compressori, una categuria di machini chì hè assai suscettibile à grandi miglioramenti di efficienza2.Queste applicazioni spessu operanu à una velocità constante, tuttu u tempu, ancu quandu ùn hè micca necessariu.Stu funziunamentu constantu perdi energia è pruduce emissioni di CO2 innecessarii, ma cuntrullendu a velocità di un mutore, pudemu riduce u cunsumu di energia, risparmiendu energia è riducendu l'impattu ambientale.

Una manera di cuntrullà a vitezza di un mutore hè per l'usu di un drive di velocità variabile (VSD), un dispositivu chì regula a velocità di rotazione di un mutore elettricu variendu a frequenza è a tensione furnita à u mutore.Per cuntrullà a velocità di un mutore, un drive pò riduce u cunsumu di energia (per esempiu, riducendu a velocità di l'equipaggiu rotante di 20 per centu pò riduce i requisiti di putenza di input di circa 50 per centu3) è furnisce una migliione considerableu in u cuntrollu di u prucessu è un risparmiu significativu di u costu di l'operazione durante a vita. di i moAs utili cum'è VSD sò per risparmià energia in parechje applicazioni, ponu causà fallimentu prematuru di u mutore s'ellu ùn hè micca bè in terra.Mentre chì ci sò parechje cause diverse di fallimenti di u mutore elettricu, u prublema più cumuna quandu si usa un drive hè un fallimentu di cuscinetti causatu da a tensione di u modu cumuni.

Dannu causatu da a tensione di modu cumuni

In un sistema AC trifase, a tensione di modu cumunu pò esse definita cum'è u squilibrio presente trà e trè fasi creati da a putenza modulata di larghezza di impulsu di u drive, o a differenza di tensione trà a terra di a fonte di energia è u puntu neutru di i trè fasi. carica di fase.Questa tensione di u modu cumunu fluttuante induce electrostatically voltage in l'arburu di u mutore, è questa tensione di l'arburu pò scaricate attraversu l'avvolgimenti o attraversu i cuscinetti.Disegni muderni di l'ingegneria, l'insulazione di fasi è u filu resistente à spike inverter ponu aiutà à prutezzione di i bobinamenti;in ogni modu, quandu u rotore vede un buildup di spikes di tensione, u currente cerca u percorsu di a minima resistenza à a terra.In u casu di un mutore elettricu, sta strada passa direttamente à traversu i cuscinetti.

Siccomu i cuscinetti di u mutore utilizanu grassu per a lubrificazione, l'oliu in u grassu forma un film chì agisce cum'è un dielettricu, chì significa chì pò trasmette e forze elettriche senza cunduzzione.À u tempu, però, stu dielettricu si rompe.Senza e proprietà d'insulazione di u grassu, a tensione di l'arbulu scaricarà à traversu i cuscinetti, poi attraversu l'alloghju di u mutore, per ottene a terra elettrica.Stu muvimentu di u currente elettricu provoca arcing in i cuscinetti, cumunimenti chjamatu machining di scarica elettrica (EDM).Siccomu questu arcu cuntinuu si verifica cù u tempu, e superfici di a superficia in a corsa di cuscinetti diventanu fragili, è i pezzi minusculi di metalli ponu staccari in u cuscinettu.Eventualmente, u materiale dannatu travaglia a so strada trà e sfere di u cuscinettu è e razzi, pruvucannu un effettu di grinding, chì pò pruduce pitting micron-sized, chjamatu frosting, o washboard-like ridges in the bearing raceway, chjamatu fluting.

Certi mutori ponu cuntinuà à funziunà cum'è u dannu s'aggrava progressivamente, senza prublemi notevuli.U primu signu di danni à u cuscinettu hè di solitu un sonu audible, per via di e sfere di cuscinetti chì viaghjanu nantu à e zone pitted è frosted.Ma à u mumentu chì stu rumore si verifica, u dannu hè diventatu di solitu abbastanza sustanziale chì u fallimentu hè imminenti.

Basatu in a prevenzione

L'applicazioni industriali di solitu ùn sperimentanu micca queste difficultà di cuscinetti nantu à i mutori di velocità variabile, ma in alcune installazioni, cum'è l'edificazioni cummirciali è a manipulazione di bagagli aeroportuali, a terra robusta ùn hè micca sempre dispunibule.In questi casi, un altru mètudu deve esse usatu per svià sta corrente da i cuscinetti.A suluzione più cumuna hè di aghjunghje un dispositivu di messa in terra di l'arburu à una estremità di l'arburu di u mutore, soprattuttu in l'applicazioni induve a tensione di modu cumuni pò esse più prevalenti.A terra di l'arbulu hè essenzialmente un mezzu per cunnette u rotore di rotazione di u mutore à a terra di terra via u quadru di u mutore.Agghiuncennu un dispositivu di messa à terra di l'arburu à u mutore prima di a stallazione (o cumprà un mutore cù un preinstallatu) pò esse un picculu prezzu à pagà paragunatu à u prezzu di i costi di mantenimentu assuciatu à a sostituzione di cuscinetti, senza parlà di l'alti costi di downtime in un stabilimentu.

Ci sò parechji tipi cumuni di dispusitivi di messa a terra di l'arbulu in l'industria oghje, cum'è spazzole di carbone, spazzole di fibra in stile anellu è isolatori di cuscinetti di terra, è altri metudi di prutezzione di i cuscinetti sò ancu dispunibili.

I spazzole di carbone sò in usu di più di 100 anni è sò simili à e spazzole di carbone utilizzate in i commutatori di u mutore DC.I spazzole di terra furniscenu a cunnessione elettrica trà e porzioni rotanti è stazionarie di u circuitu elettricu di u mutore è piglianu a corrente da u rotore à a terra per chì a carica ùn si accumule micca nantu à u rotore finu à u puntu induve si scarica per i cuscinetti.I spazzole di terra offrenu un mezzu praticu è ecunomicu per furnisce una strada di bassa impedenza à a terra, in particulare per i motori di quadru più grande;però, ùn sò micca senza i so inconvenienti.Cum'è cù i motori DC, i spazzole sò sottumessi à l'usura per via di u cuntattu meccanicu cù l'arbulu, è, indipendentemente da u disignu di u supportu di spazzola, l'assemblea deve esse inspeccionata periodicamente per assicurà un cuntattu propiu trà e spazzole è l'arbulu.

L'anelli di messa in terra di l'arbureti funzionanu cum'è una spazzola di carbone, ma cuntenenu parechje filamenti di fibre elettriche cunduttivi disposti in un anellu intornu à l'arbulu.L'esternu di l'anellu, chì hè tipicamente muntatu à l'endplate di u mutore, ferma fermu, mentre chì i spazzole viaghjanu nantu à a superficia di l'arburu di u mutore, dirigendu u currente attraversu e spazzole è in modu sicuru à a terra.L'anelli di messa à terra di l'arbureti ponu esse muntati in u mutore, chì li permettenu di esse utilizati nantu à i motori di lavaggio è sporchi.Nisun metudu di messa in terra di l'arbulu hè perfettu, però, è l'anelli di terra muntati esternamente tendenu à cullà i contaminanti nantu à e so setole, chì ponu riduce a so efficacità.

L'isolatori di cuscinetti di messa a terra combinanu duie tecnulugia: un scudo d'isolamentu in dui parti, senza cuntattu, chì usa un disignu di labirintu per impedisce l'ingressu di contaminanti è un rotore metallicu è un anellu di filamentu conduttivu isolatu per deviate i currenti di l'arburu luntanu da i cuscinetti.Siccomu sti dispusitivi impediscenu ancu a perdita di lubricante è a contaminazione, rimpiazzanu i sigilli standard di cuscinetti è i isolanti tradiziunali di cuscinetti.

Un altru modu per prevene una scarica di corrente à traversu i cuscinetti hè di fabricà i cuscinetti da un materiale non-conducting.In i cuscinetti di ceramica, e sfere rivestite di ceramica prutegge i cuscinetti impediscendu chì u currente di l'arburu scorri attraversu i cuscinetti à u mutore.Siccomu ùn ci hè micca un flussu di corrente elettrica à traversu i cuscinetti di u mutore, ci hè pocu probabilità di usura indotta da corrente;in ogni modu, u currente cercà una strada à a terra, chì significa chì passerà per l'equipaggiu attaccatu.Siccomu i cuscinetti di ceramica ùn sguassate micca u currente da u rotore, solu l'applicazioni specifiche di trasmissione diretta sò cunsigliate per i mutori cù cuscinetti ceramichi.Altri svantaghji sò u costu di stu stilu di cuscinetti di u mutore è u fattu chì i cuscinetti sò generalmente dispunibili solu finu à a taglia 6311.

In i mutori più grande di 100 cavalli, hè generalmente cunsigliatu chì un cuscinettu insulatu sia installatu à l'estremità opposta di u mutore nantu à quale hè stallatu u dispusitivu di messa in terra di l'arbulu, indipendentemente da quale stile di messa in terra di l'arbulu hè utilizatu.

Trè cunsiglii di stallazione di unità di velocità variabile

Trè considerazioni per l'ingegnere di mantenimentu quandu pruvate di riduce a tensione di modu cumuni in applicazioni di velocità variabile sò:

1. Assicuratevi chì u mutore (è u sistema di u mutore) hè in terra currettamente.
2. Determina u equilibriu di freccia di u trasportatore propiu, chì minimizzarà i livelli di rumore è u sbilanciamentu di tensione.
3. Se un dispositivu di messa in terra di l'arbulu hè cunsideratu necessariu, sceglite quellu chì funziona megliu per l'applicazione.

Quandu un currente di cuscinettu hè presente, ùn ci hè micca solu suluzione per tutti.Hè vitale per u cliente è u fornitore di mutore è di unità di travaglià inseme per identificà a suluzione più adatta per l'applicazione specifica.