Как предотвратить рифление подшипников в двигателях с частотно-регулируемым приводом с кольцами заземления вала？

Быстрый ответ

Рифление подшипника — это характерный узор из равномерно расположенных канавок, который появляется на дорожках качения подшипников двигателя. Обычно это вызвано электрическим разрядом напряжения на валу двигателей с частотно-регулируемым приводом. Повторяющиеся электрические искры внутри подшипника постепенно повреждают поверхность, что приводит к вибрации, шуму и преждевременному выходу из строя.

Сравнение путей электрического разряда в двигателях с ЧРП. Кольцо заземления вала перенаправляет вредные блуждающие токи (зеленый путь) на корпус двигателя, предотвращая электрический разряд (красный путь), который вызывает рифление подшипника и преждевременный выход из строя.

Распознавание признаков повреждения электрического подшипника

Когда подшипник двигателя выходит из строя, инженеры часто проверяют внутренние компоненты, чтобы определить причину. Одним из наиболее узнаваемых видов повреждений является рифление подшипника. Вместо гладкой поверхности дорожки качения подшипник имеет ряд равномерно расположенных канавок, напоминающих рисунок стиральной доски. Этот тип повреждения редко вызван только механическим износом. Во многих случаях это указывает на повреждение электрическим разрядом.

Почему в двигателях с частотно-регулируемым приводом возникает образование канавок

Двигатели, питаемые от преобразователей частоты, работают в электрических условиях, которые отличаются от традиционных двигателей с питанием от сети. ЧРП регулируют скорость двигателя с помощью высокочастотного переключения. Это переключение вызывает электрические эффекты, такие как синфазное напряжение и напряжение на валу. По мере вращения вала между валом и корпусом двигателя возникает напряжение.

Как только напряжение превышает прочность изоляции смазочной пленки внутри подшипника, электрический разряд проходит через компоненты подшипника.

От электрических искр до повреждения поверхности

Каждый разряд создает крошечную искру, которая локально плавит небольшую часть металлической поверхности. Хотя одиночная искра практически не вызывает видимых повреждений, повторяющиеся разряды постепенно образуют микроскопические кратеры. Поскольку тела качения неоднократно проходят по этим участкам, повреждения распределяются по регулярным закономерностям вдоль дорожки качения. Со временем на подшипнике образуются характерные рифленые канавки.

Эти канавки создают такие эксплуатационные проблемы, как:

• Повышенная вибрация

• Слышен шум подшипников

• Уменьшенный срок службы подшипников

• Нестабильная работа двигателя

При появлении рифлений износ подшипников быстро ускоряется.

Почему замена подшипника сама по себе неэффективна

Многие бригады технического обслуживания заменяют поврежденный подшипник и ожидают, что проблема исчезнет. К сожалению, если основные электрические условия останутся неизменными, новый подшипник будет испытывать тот же электрический разряд. В результате рифление часто появляется снова после относительно короткого периода эксплуатации.

Предотвращение образования канавок с помощью заземляющего кольца вала

Заземляющее кольцо вала предотвращает образование канавок, устраняя путь разряда через подшипник. Кольцо заземления вала обеспечивает путь с низким сопротивлением между вращающимся валом и корпусом двигателя. По этому пути протекает паразитный электрический ток, а не через подшипник. Благодаря безопасному перенаправлению электрического тока устраняются условия, вызывающие образование рифлений.

Часто задаваемые вопросы

1. Всегда ли гофрирование вызвано электрическим током?
Большая часть рифлений в двигателях с ЧРП связана с электрическим разрядом, хотя механическая вибрация иногда может создавать аналогичные явления.

2.Как инженеры могут подтвердить электрическое повреждение подшипника?
Осмотр поверхности дорожки качения и измерение напряжения на валу являются распространенными методами диагностики.

3.Как можно предотвратить рифление?
Установка заземляющего кольца вала или другого решения для заземления может предотвратить электрический разряд через подшипник.