變頻器有助于延長(zhǎng)電機(jī)軸承的使用壽命
2022-02-23 10:16:14 |
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電機(jī)是工業(yè)過(guò)程中的重要設(shè)備。它們將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)需要移動(dòng)的關(guān)鍵操作。工業(yè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行泵、壓縮機(jī)和風(fēng)扇，這是一組需要大幅提高效率的機(jī)器。不幸的是，即使在不需要的情況下，應(yīng)用程序通常也會(huì)以恒定的速度運(yùn)行，從而導(dǎo)致能源浪費(fèi)和不必要的二氧化碳排放。
因此，變頻器對(duì)于改變供給電機(jī)的電壓和頻率，從而調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速至關(guān)重要。變頻器可降低能耗，從而在電機(jī)壽命期間節(jié)省運(yùn)行成本。但是，盡管驅(qū)動(dòng)器在電機(jī)中起著至關(guān)重要的作用，但它們會(huì)導(dǎo)致共模電壓導(dǎo)致軸承故障。
本文介紹了如何克服這一挑戰(zhàn)，延長(zhǎng)電機(jī)軸承的使用壽命。
軸承失效是如何發(fā)生的
變頻器有助于降低功耗，但如果接地不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)過(guò)早故障。當(dāng)然，其他因素可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)故障，但滾針軸承故障是使用驅(qū)動(dòng)器時(shí)最常見(jiàn)的問(wèn)題。共模電壓會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。
您可以將三相系統(tǒng)中的共模電壓定義為由脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)功率或三相負(fù)載中性點(diǎn)與電源接地之間的電壓差引起的三相之間的不平衡。共模電壓的波動(dòng)通過(guò)靜電在電機(jī)軸上產(chǎn)生電壓。然后，該電壓可通過(guò)繞組或軸承放電。因此，在被稱(chēng)為電火花加工的過(guò)程中，軸承中的電流運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致拱起。
持續(xù)的拱起會(huì)導(dǎo)致軸承表面區(qū)域的脆性，軸承內(nèi)部的微小碎片可能會(huì)開(kāi)始斷裂。此外，損壞的材料可能會(huì)在軸承座圈和滾珠之間找到它們的路徑，導(dǎo)致研磨效應(yīng)，從而形成微小的點(diǎn)蝕或搓板狀隆起。隨著損壞情況的惡化，一些電機(jī)可以繼續(xù)工作，直到出現(xiàn)第一個(gè)跡象，通常是一種可聽(tīng)的噪音，表明存在嚴(yán)重?fù)p壞。
延長(zhǎng)電機(jī)軸承的使用壽命
在電機(jī)軸的一端添加軸接地裝置，尤其是在易受普遍共模電壓影響的應(yīng)用中，可以防止該問(wèn)題。軸接地指通過(guò)電機(jī)框架將電機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子連接至接地。在安裝前為電機(jī)添加一個(gè)軸接地裝置或購(gòu)買(mǎi)一個(gè)預(yù)安裝的軸接地裝置是經(jīng)濟(jì)高效的，而不是產(chǎn)生與更換軸承相關(guān)的維護(hù)成本，更不用說(shuō)設(shè)備的停機(jī)成本了。軸接地裝置的常見(jiàn)類(lèi)型包括：
1.碳刷
碳刷在電機(jī)電路的固定和旋轉(zhuǎn)部分之間提供電氣連接，并將電流從轉(zhuǎn)子吸引到地面，因此電荷不會(huì)積聚在轉(zhuǎn)子上，并通過(guò)軸承放電。
2.軸接地環(huán)
豎井接地環(huán)有許多導(dǎo)電纖維束，它們被組織在豎井周?chē)囊粋€(gè)環(huán)內(nèi)。電刷位于電機(jī)軸表面，通過(guò)電刷將電流引導(dǎo)至地面，而環(huán)的外側(cè)通常安裝在電機(jī)的端板上。
3.接地軸承隔離器
接地裝置結(jié)合了兩種技術(shù)：一種是防止污染物進(jìn)入的非接觸隔離屏蔽，另一種是隔離導(dǎo)電燈絲環(huán)加上一個(gè)金屬轉(zhuǎn)子，驅(qū)動(dòng)軸電流遠(yuǎn)離軸承。
4.陶瓷軸承
使用非導(dǎo)電材料的軸承有助于防止電流放電。陶瓷軸承中的陶瓷涂層球防止軸電流通過(guò)軸承流向電機(jī)。電流引起的磨損很少見(jiàn)，因?yàn)闆](méi)有電流流過(guò)電機(jī)軸承。
結(jié)論
安裝高速驅(qū)動(dòng)器時(shí)，有三個(gè)必要的注意事項(xiàng)來(lái)幫助降低共模電壓。第一個(gè)是確保電機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)正確接地。此外，建立適當(dāng)?shù)妮d波頻率平衡，這將降低噪聲水平和電壓不平衡。最后，在軸接地裝置至關(guān)重要的地方，選擇一個(gè)適合應(yīng)用的裝置。
本文介紹了如何克服這一挑戰(zhàn)，延長(zhǎng)電機(jī)軸承的使用壽命。
軸承失效是如何發(fā)生的
變頻器有助于降低功耗，但如果接地不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)過(guò)早故障。當(dāng)然，其他因素可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)故障，但滾針軸承故障是使用驅(qū)動(dòng)器時(shí)最常見(jiàn)的問(wèn)題。共模電壓會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。
您可以將三相系統(tǒng)中的共模電壓定義為由脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)功率或三相負(fù)載中性點(diǎn)與電源接地之間的電壓差引起的三相之間的不平衡。共模電壓的波動(dòng)通過(guò)靜電在電機(jī)軸上產(chǎn)生電壓。然后，該電壓可通過(guò)繞組或軸承放電。因此，在被稱(chēng)為電火花加工的過(guò)程中，軸承中的電流運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致拱起。
持續(xù)的拱起會(huì)導(dǎo)致軸承表面區(qū)域的脆性，軸承內(nèi)部的微小碎片可能會(huì)開(kāi)始斷裂。此外，損壞的材料可能會(huì)在軸承座圈和滾珠之間找到它們的路徑，導(dǎo)致研磨效應(yīng)，從而形成微小的點(diǎn)蝕或搓板狀隆起。隨著損壞情況的惡化，一些電機(jī)可以繼續(xù)工作，直到出現(xiàn)第一個(gè)跡象，通常是一種可聽(tīng)的噪音，表明存在嚴(yán)重?fù)p壞。
延長(zhǎng)電機(jī)軸承的使用壽命
在電機(jī)軸的一端添加軸接地裝置，尤其是在易受普遍共模電壓影響的應(yīng)用中，可以防止該問(wèn)題。軸接地指通過(guò)電機(jī)框架將電機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子連接至接地。在安裝前為電機(jī)添加一個(gè)軸接地裝置或購(gòu)買(mǎi)一個(gè)預(yù)安裝的軸接地裝置是經(jīng)濟(jì)高效的，而不是產(chǎn)生與更換軸承相關(guān)的維護(hù)成本，更不用說(shuō)設(shè)備的停機(jī)成本了。軸接地裝置的常見(jiàn)類(lèi)型包括：
1.碳刷
碳刷在電機(jī)電路的固定和旋轉(zhuǎn)部分之間提供電氣連接，并將電流從轉(zhuǎn)子吸引到地面，因此電荷不會(huì)積聚在轉(zhuǎn)子上，并通過(guò)軸承放電。
2.軸接地環(huán)
豎井接地環(huán)有許多導(dǎo)電纖維束，它們被組織在豎井周?chē)囊粋€(gè)環(huán)內(nèi)。電刷位于電機(jī)軸表面，通過(guò)電刷將電流引導(dǎo)至地面，而環(huán)的外側(cè)通常安裝在電機(jī)的端板上。
3.接地軸承隔離器
接地裝置結(jié)合了兩種技術(shù)：一種是防止污染物進(jìn)入的非接觸隔離屏蔽，另一種是隔離導(dǎo)電燈絲環(huán)加上一個(gè)金屬轉(zhuǎn)子，驅(qū)動(dòng)軸電流遠(yuǎn)離軸承。
4.陶瓷軸承
使用非導(dǎo)電材料的軸承有助于防止電流放電。陶瓷軸承中的陶瓷涂層球防止軸電流通過(guò)軸承流向電機(jī)。電流引起的磨損很少見(jiàn)，因?yàn)闆](méi)有電流流過(guò)電機(jī)軸承。
結(jié)論
安裝高速驅(qū)動(dòng)器時(shí)，有三個(gè)必要的注意事項(xiàng)來(lái)幫助降低共模電壓。第一個(gè)是確保電機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)正確接地。此外，建立適當(dāng)?shù)妮d波頻率平衡，這將降低噪聲水平和電壓不平衡。最后，在軸接地裝置至關(guān)重要的地方，選擇一個(gè)適合應(yīng)用的裝置。
