Защита на лагери от разряди - изолирани лагери и заземителни пръстени

Променливотоковите трифазни ел. двигатели, управлявани от инвертори с променлива честота (VFD), използват широчинно-импулсна модулация (PWM) за контрол на скоростта на електромоторите. Това означава, че има напрежения, които са индуцирани върху вала на асинхронния ел. двигател и могат да се разредят в лагерите на електродвигателя, причинявайки механични повреди.

 

 

Работа на лагерите на електрически двигатели с инвертор:

Променливотоковите трифазни двигатели, управлявани от задвижвания с променлива честота (VFD), използват широчинно-импулсна модулация (PWM) за контрол на скоростта на електромоторите. Това означава, че има напрежения, които са капацитивно индуцирани върху вала на асинхронния ел. двигател и могат да се разредят в лагерите на електродвигателя, причинявайки електрическа разрядна обработка (EDM), изтръпване, нараняване и набраздяване, които водят до непланирани престои и разходи за ремонт.

В допълнение, по-големи трифазни двигатели над 75 кВт и ел. двигателите за средно напрежение също могат да имат високочестотни циркулационни токове, които също могат да причинят EDM изкривяване, замръзване и повреди на лагерното легло.

Електродвигателите с постоянен ток могат също да имат капацитивно индуцирано напрежение на вала, което може да се разрежда в лагерите на асинхронния двигател. Дори и асинхронни двигатели над 10 к.с. (7,5 kW) също могат да имат циркулационни токове.

 

Защита на лагерите на нови ел. двигатели и след ремонт на ел. двигатели:

От съществено значение е трифазните ел. двигатели, управлявани от инвертор VFD или DC задвижвания, да бъдат конфигурирани за защита на лагерите от двата типа източници на вихрови токове.

Инсталирането на защитни пръстени на лагера осигурява доказан и надежден заземен път за разреждане на капацитивно индуцираното напрежение безопасно далеч от лагерите на трифазния ел. двигател към земя.

Асинхронните електродвигатели с циркулиращи токове трябва също така да имат изолация на вала или корпуса или един изолиран лагер, инсталиран на противоположния край за спиране на високочестотния циркулиращ токов път.

Този подход се препоръчва като най-добра практика при инверторно задвижвани двигатели „True Inverter Duty“ чрез защита на най -критичния механичен компонент на ел. двигателя - лагерите.

Проверка на лагерите и изпитване на напрежение на вала:

Всеки път, когато двигател, задвижван от инвертор, се повреди, лагерите на двигателя трябва да бъдат демонтирани, изрязани и проверени за наличие на EDM разряди. Понякога това е очевидно, тъй като повредата е видима като „дъска за рязане“ на вътрешната ил външната гривна на лагера. Елин Инженеринг спазва тази практика препоръчва тази практика за всички ремонти на електродвигатели.

Капацитивно напрежение на вала от 10 до 40 волта пик е ниво, което може да причини електрически разряди в лагерите на двигателя.

Изпитването за напрежение на вала е най-добрият начин да потвърждава необходимостта от заземителни пръстени на вала или изолираните лагери на електродвигатели с честотно задвижване, за да се предотврати повреда на лагерите. Цифровият осцилоскоп е специално проектиран да измерва и записва напреженията на вала. Изпитването на напрежението на вала е най-добре да се извърши винаги, когато се монтира нов двигател, след ремонт на електромотор или след подмяна на лагери.

Правилно заземяване на задвижвани от VFD двигателни системи: Правилното високочестотно (HF) заземяване на двигателни системи, задвижвани от честотни регулатори, е от жизненоважно значение за предотвратяване на повереди.

Това е особено критично при приложения, включващи двигател и свързано оборудване, които не са монтирани към обща основна плоча. В такива случаи ефективно ВЧ заземяване на всички компоненти на системата е необходимо за изравняване на електрическия потенциал между рамата на оборудването и за предотвратяване на заземяващите контури между трифазен ел. двигател и свързано оборудване.

Широко признат като най-ефективния път към земята за високочестотни токове с пръстените за заземяване, които се препоръчват от големите производители на двигатели и задвижвания.

Електроизолирани лагери (изолирани лагери)

Протичането на електрически ток през контактните повърхности може да предизвика повреждане на лагерите.

В натоварено състояние смазочното вещество образува филм между търкалящите тела и търкалящите пътища на лагера и той действа като електрически кондензатор с определено напрежение на пробив. Ако образуваното електрическо поле на смазочния филм в зоната на контакта е достатъчно силно, възникват електрически разряди, наричани електроерозийни токове.

В случаите на повреда в зоната на контакта между търкалящите тела и търкалящите пътища, последните се „разтопяват”, което води до изменение на свойствата на метала в тази зона. Вследствие на високата температура се променят и свойствата на смазочния материал. 

Микрократерите се появяват и при протичането на високочестотен ток през лагера. Много често повреди от този род се наблюдават при оборудване, в което се използват честотни преобразуватели. Един от начините за предотвратяване на разрушаващото въздействие на токовете от електроразряд е използването на електроизолирани лагери - INSOCOAT SKF или други.

Електроизолирани лагери

На фиг. 1 са представени резултатите от електрически изолационни тестове на INSOCOAT лагери от ново поколение, сравнени с предишната версия в реални работни условия. Лагерите са монтирани по същия начин, по който са в реална ситуация и са изложени на променящи се условия в камерата за климатични тестове. Принципът на измерване е показан на фиг. 5. Установено е, че новата версия на лагера INSOCOAT е много по-малко чувствителна към влажността, отколкото при лагерите от предишното поколение. Дори и при относителна влажност над 90% при 30 ° C, устойчивостта на тествания лагер 6316 / C3VL0241 се поддържа над 2000 МОm, докато при лагера от предишното поколение тя спадна до почти 50 МОm.

Лагерите от ново поколение INSOCOAT имат по-висока устойчивост и по-стабилни електрически изолационни свойства дори в условия на висока влажност. Тестовете направени на лагерите включват и симулация на екстремни климатични условия. В допълнение към данните, представени в тази статия, изпитанието е направено и за други параметри, като ефективност при ниски и високи температури (-40 до 150 ° С), механични свойства (адхезионнно покритие, товар при монтаж и демонтаж, устойчивост на въздействието), способност да издържат на високо напрежение (до 6 кВ DC.) и съвместимост с различни среди.

Изолиран лагер