جریان های نشتی بلبرینگ

جریان های نشتی بلبرینگ

رینگهای زمین کننده شفت موتور – متعلقات ضروری VFD

بلبرینگ ­های موتور هنگامی که موتور با اینورتر کار می­کند نرخ خرابی بالایی دارند.

سپر نرم/Courtesy Aegis

جریان های نشتی بلبرینگ:

بلبرینگ ­های موتور هنگامی که موتور با اینورتر کار می­کند نرخ خرابی بالایی دارند. این خرابی­ها به دلیل وجود جریان­هایی در بلبرینگ ­های موتور هستند. راه­ حل کلاسیک برای این مشکل استفاده از بلبرینگ ­های عایق­ شده است. بلبرینگ ­های عایق­ شده باعث عایق شدن روتور با استفاده از ساچمه های سرامیکی و یا یک حلقه­ ی عایق­ کننده بین بلبرینگ و قاب موتور می­شود. راه­ حل دیگر این مشکل توسط سازندگان حلقه­ ی حفاظتی بلبرینگ سپر در زیر نشان داده شده است.

راه اندازی یک موتور با اینورتر باعث ایجاد ولتازهایی روی روتور می­شود.

• ولتاژ تا زمانی ایجاد می­شود که مقدار آن ازسطح عایقی لایه­ ی نوار روغنی بلبرینگ ­ها (ولتاژ«شکست» بلبرینگ) فراتر نرود.
• در نتیجه ولتاژ بر روی بلبرینگی که حفره ­ی ماشین­ کاری تخلیه الکتریکی (EDM) را بوجود می­ آورد قوس ایجاد می­کند.
• ممکن است هزاران حفره در هر ثانیه ایجاد شود و در طول زمان ساچمه متحرک بر روی سطح زبر ایجاد شده ممکن است باعث «آسیب شیاری» شود.

سپر نرم/Courtesy Aegis

وجود ولتاژ در دو سر بلبرینگ به این معنا نیست که حتما جریانی در داخل آن وجود دارد. با این­ حال، شکل موج ولتاژ می­تواند نشانه­ ای از تخلیه­ های جریان از بلبرینگ باشد و این سندی  بر این ادعا است. توجه داشته باشید که چگونه ولتاژ ایجاد شده و سپس بطور ناگهانی با یک جهش به سمت صفر می­رود. این خط عمودی (با جهش) نشانه­ ای از تخلیه­ های یاتاقان است. به همین دلیل است که بایستی از یک اسیلوسکوپ فرکانس بالا برای اندازه­ گیری ولتاژ بلبرینگ استفاده کرد. اسیلوسکوپ با فرکانس پایین تر قادر نخواهد بود که خط عمود نشان دهنده­ ی تخلیه­ ی بلبرینگ ­ها را به درستی نشان دهد.

سپر نرم/Courtesy Aegis

سپر نرم/Courtesy Aegis

مزایای استفاده از راه ­حل سپر:

• انتقال تخلیه­ های ولتاژ شفت به زمین
  • نصب آسان
  • تعمیر و نگهداری رایگان
  • بهبود قابلیت اطمینان VFD بلبرینگ موتور
  • بهترین ROI – سرمایه­گذاری کم
• بررسی علت اصلی مشکل (جریان­های شفت)
  • دور کردن جریان شفت از بلبرینگ ­های موتور
  • محافظت از موتور با راه­ حل بسیار مطمئن
• طولانی ­ترین حفاظت پایدار
  • میزان سایش کمتر از ۱ میل در ۱۰،۰۰۰ ساعت کار
  • دوام برای بیش از ۲۰۰٫۰۰۰ ساعت کار
  • ۲ میلیون معکوس­ سازی جهت – خرابی صفر الیاف فیبر یا فیبرهای شکسته

سپر نرم/Courtesy Aegis

این حلقه­ ی حفاظت بلبرینگ نه تنها از یاتاقان­های موتور بلکه از بلبرینگ ­ها در تجهیزات درایو نیز حفاظت می­کند اگر رسانایی بین موتور و تجهیزات درایو وجود داشته باشد.

حلقه­ ی حفاظت شفت ممکن است یا در سر درایو (پشت) و یا در سر دیگر درایو (جلو) در موتور نصب شده باشد.

جریان یاتاقان چیست؟

هنگامی که یک ولتاژ القایی در شافت موتور وجود داشته باشد که به اندازه کافی بالا باشد تا بر ولتاژ خرابی روی روان کننده یاتاقان غلبه کند جریان یاتاقان داریم که این ولتاژهای شافت معمولاً بیشتر از 50 ولت است. یا:

• دلیل برقراری جریان مستقیم از شافت، از طریق یاتاقان و سپس از طریق موتور یا قاب بار و سپس به داخل زمین در شکل 1 قسمت a نشان داده شده است.
• دلیل چرخش جریان از یک طرف شافت، از طریق یاتاقان و از طریق قاب موتور خلاف یاتاقان برمیگردد و دوباره به داخل شافت میرود، در شکل 1 قسمت b نمایش داده شده است.

در هر دونتیجه در منحنی های یاتاقان و سپس در چرخش یاتاقان صافی و نرمی وجود ندارد. این را می توانید در شکل 2 مشاهده کنید.

جریانات یاتاقان چگونه اتفاق می افتد؟

ولتاژ در شافت توسط میدان های مغناطیسی ایجاد می شود که توسط جریان در  سیم پیچ های موتور شناور می شوند. برای موتورهای متصل به خط ابزار (موتورهایی به یک درایو متصل نیستند)  این فیلدهای مغناطیسی به طور ایده آل تعادل دارند و روی روتور و شافت نسبت به زمین ولتاژ صفر دارند. دلیل این امر این است که سیم پیچ استاتور از نظر ایده آل متقارن است. هنگامی که موتورها سیم پیچ نامتقارن دارند این می تواند به یک ولتاژ خالص متفاوت از صفر منجر شود که می تواند باعث جریانهای یاتاقان شود.

درایوها همچنین به دلیل ماهیت تعدیل عرض پالس (PWM)می توانند باعث عدم تعادل در ولتاژ منبع تغذیه شوند. موتورهای عرضه شده توسط PWM بلافاصله نامتوازن می شوند زیرا موتور توسط پالس ها تأمین می شود. این می تواند به یک نقطه خنثی منجر شود که برابر با صفر نباشد(جبران DC). ولتاژ خنثی جدید متناسب با ولتاژ مد مشترک یا ولتاژ اتصال DC درایو است. نمونه ای از این ولتاژ متداول را می توان در شکل 4 مشاهده کرد.

این ولتاژ خنثی جدید دارای فرکانس برابر با فرکانس سوئیچ اینورتر است و می تواند جریانات با فرکانس بالا را در یاتاقان ها که در دامنه و طول محدود هستند به بازده برساند. موتورها و درایوهایی با مقاومت پایین و مناسب به زمین وصل شده اند به ندرت جریان یاتاقان را نشان می دهند. اغلب اوقات جریان های یاتاقان به دلیل شرایط منحصر به فرد در شرایط خاص رخ می دهند.

چگونه از جریان های یاتاقان و جریان های نشتی بلبرینگ جلوگیری کنیم؟

روش های بسیاری برای جلوگیری از جریان های یاتاقان وجود دارد که چند مورد را شرح میدهیم:

از کابلهای محافظت شده ی موتور که سیمهای “زمین محافظ” متقارن دارند برای موتور استفاده کنید.

این مساله باعث ایجاد امپدانس کم برای جریانهای ناشی از ولتاژ مد مشترک فرکانس بالا برای بازگشت به درایو می شود.

گزینه دیگر استفاده از یاتاقان های مخصوص عایق بندی شده در انتهای درایو مخالف یا جوشکاری بار عایق بندی شده برای متوقف کردن جریان از طریق آنها است.

3) از برس های زمینی شافت می توان برای از بین بردن ولتاژ در امتداد شافت استفاده کرد. این گزینه برای موتورهای کم مصرف HP بهتر است.

4.) از کابل های زمینی ریز رشته ای می توان هم در موتور و هم در درایو استفاده کرد تا بتواند جریانهای فرکانس بالای زمین موثرتر شود.

5.) سرانجام، فیلتر را می توان در قسمت موتور درایو اعمال کرد تا این جریان های با فرکانس بالا از بین برود. فیلتر جهانی برای اصلاح جریان یاتاقان وجود ندارد. بنابراین این گزینه گران است و گزینه های دیگر ابتدا باید مورد بررسی قرار گیرند.

گزینه های مختلف در شکل 5 در زیر برجسته شده است ، جایی که فلش قرمز شافت به جریان های زمینی را نشان می دهد ، فلش سبز جریان های در گردش را نشان می دهد ، و فلش نارنجی جریانات از شافت از طریق بار به زمین را نمایش می دهد.

منبع ولتاژ سه فاز اینورتری که ولتاژ را با مد مشترک  علاوه بر صفر ولت هدایت میکند.

• کابل های موتور محافظ
• یاتاقان عایق بندی شده
• برس های زمینی شافت
• کابل های زمینی ریز
• فیلترینگ