Ang mga de-kuryenteng motor ay may mahalagang papel sa ating pang-araw-araw na buhay - kung saan tayo nakatira, nagtatrabaho at naglalaro.Sa madaling salita, ginagawa nila halos lahat ng gumagalaw, gumagalaw.Halos 70 porsyento ng kuryente na natupok ng industriya ay ginagamit ng mga electric motor system.1

Humigit-kumulang 75 porsiyento ng mga pang-industriyang motor na gumagana ay ginagamit upang magpatakbo ng mga bomba, bentilador at compressor, isang kategorya ng makinarya na lubhang madaling kapitan sa mga pangunahing pagpapabuti ng kahusayan2.Ang mga application na ito ay madalas na gumagana sa patuloy na bilis, sa lahat ng oras, kahit na hindi kinakailangan.Ang patuloy na operasyong ito ay nag-aaksaya ng enerhiya at gumagawa ng mga hindi kinakailangang CO2 emissions, ngunit sa pamamagitan ng pagkontrol sa bilis ng motor, maaari nating bawasan ang pagkonsumo ng kuryente, makatipid ng enerhiya at mabawasan ang epekto sa kapaligiran.

Ang isang paraan upang makontrol ang bilis ng motor ay sa pamamagitan ng paggamit ng variable speed drive (VSD), isang device na kumokontrol sa bilis ng pag-ikot ng electric motor sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng frequency at boltahe na ibinibigay sa motor.Sa pamamagitan ng pagkontrol sa bilis ng motor, maaaring bawasan ng isang drive ang pagkonsumo ng kuryente (halimbawa, ang pagbabawas ng bilis ng pag-ikot ng kagamitan ng 20 porsiyento ay maaaring mabawasan ang mga kinakailangan ng input power ng humigit-kumulang 50 porsiyento3) at makapagbigay ng malaking pagpapabuti sa kontrol sa proseso at makabuluhang gastos sa pagtitipid sa operasyon sa buong buhay. ng moAs kapaki-pakinabang bilang VSDs ay para sa pagtitipid ng enerhiya sa maraming mga application, maaari silang maging sanhi ng napaaga motor pagkabigo kung hindi maayos na pinagbabatayan.Bagama't maraming iba't ibang dahilan ng mga pagkabigo ng de-koryenteng motor, ang pinakakaraniwang isyu kapag gumagamit ng drive ay ang pagkabigo sa bearing na dulot ng karaniwang boltahe ng mode.

Pinsala na dulot ng boltahe ng karaniwang mode

Sa isang three-phase AC system, ang karaniwang mode na boltahe ay maaaring tukuyin bilang ang kawalan ng balanse sa pagitan ng tatlong mga yugto na nilikha ng lapad ng pulso na modulated na kapangyarihan ng drive, o ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng pinagmumulan ng kuryente at ang neutral na punto ng tatlong- phase load.Ang pabagu-bagong boltahe ng common mode na ito ay electrostatically induces ang boltahe sa shaft ng motor, at ang shaft voltage na ito ay maaaring magdischarge sa pamamagitan ng windings o sa pamamagitan ng bearings.Makakatulong ang mga modernong disenyo ng engineering, phase insulation at inverter spike-resistant wire na protektahan ang mga windings;gayunpaman, kapag ang rotor ay nakakita ng isang buildup ng boltahe spike, ang kasalukuyang naghahanap ng landas ng hindi bababa sa paglaban sa lupa.Sa kaso ng isang de-koryenteng motor, ang landas na ito ay direktang tumatakbo sa pamamagitan ng mga bearings.

Dahil ang mga motor bearings ay gumagamit ng grasa para sa pagpapadulas, ang langis sa grasa ay bumubuo ng isang pelikula na gumaganap bilang isang dielectric, na nangangahulugang maaari itong magpadala ng mga puwersa ng kuryente nang walang pagpapadaloy.Sa paglipas ng panahon, ang dielectric na ito ay nasira.Kung wala ang mga katangian ng pagkakabukod ng grasa, ang boltahe ng baras ay maglalabas sa pamamagitan ng mga bearings, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pabahay ng motor, upang makamit ang electrical earth ground.Ang paggalaw ng kuryenteng ito ay nagdudulot ng arcing sa mga bearings, na karaniwang tinutukoy bilang electrical discharge machining (EDM).Habang nagaganap ang tuluy-tuloy na arcing na ito sa paglipas ng panahon, nagiging malutong ang mga surface area sa bearing race, at maaaring maputol ang maliliit na piraso ng metal sa loob ng bearing.Sa kalaunan, ang nasira na materyal ay gumagana sa pagitan ng mga bola at karera ng bearing, na nagiging sanhi ng epekto ng paggiling, na maaaring magdulot ng micron-sized na pitting, na tinatawag na frosting, o tulad ng washboard na tagaytay sa bearing raceway, na tinatawag na fluting.

Ang ilang mga motor ay maaaring magpatuloy sa pagtakbo habang ang pinsala ay lumalala, nang walang anumang kapansin-pansing mga isyu.Ang unang senyales ng pinsala sa bearing ay kadalasang naririnig na ingay, dahil sa mga bearing ball na naglalakbay sa mga pitted at frosted na lugar.Ngunit sa oras na mangyari ang ingay na ito, ang pinsala ay karaniwang nagiging sapat na malaki na ang kabiguan ay nalalapit.

Nakabatay sa pag-iwas

Karaniwang hindi nararanasan ng mga pang-industriya na aplikasyon ang mga paghihirap na ito sa pagdadala sa mga variable na bilis ng motor, ngunit sa ilang mga pag-install, tulad ng mga komersyal na gusali at paghawak ng mga bagahe sa paliparan, hindi palaging available ang matatag na saligan.Sa mga pagkakataong ito, dapat gumamit ng ibang paraan upang ilihis ang kasalukuyang ito palayo sa mga bearings.Ang pinakakaraniwang solusyon ay ang pagdaragdag ng isang shaft grounding device sa isang dulo ng motor shaft, lalo na sa mga application kung saan ang karaniwang mode na boltahe ay maaaring maging mas laganap.Ang shaft ground ay mahalagang paraan upang ikonekta ang umiikot na rotor ng motor sa earth ground sa pamamagitan ng frame ng motor.Ang pagdaragdag ng shaft grounding device sa motor bago ang pag-install (o pagbili ng motor na may paunang naka-install) ay maaaring isang maliit na presyong babayaran kung ihahambing sa tag ng presyo ng mga gastos sa pagpapanatili na nauugnay sa pagpapalit ng bearing, hindi pa banggitin ang mataas na gastos ng downtime sa isang pasilidad.

Mayroong ilang mga karaniwang uri ng shaft grounding device sa industriya ngayon, tulad ng mga carbon brush, ring-style fiber brush at grounding bearing isolator, at iba pang paraan ng pagprotekta sa mga bearings ay available din.

Ang mga carbon brush ay ginagamit nang higit sa 100 taon at katulad ng mga carbon brush na ginagamit sa mga DC motor commutator.Ang mga grounding brush ay nagbibigay ng de-koryenteng koneksyon sa pagitan ng mga umiikot at nakatigil na bahagi ng de-koryenteng circuit ng motor at dinadala ang kasalukuyang mula sa rotor patungo sa lupa upang ang singil ay hindi mabuo sa rotor hanggang sa punto kung saan ito naglalabas sa pamamagitan ng mga bearings.Ang mga grounding brush ay nag-aalok ng isang praktikal at matipid na paraan upang magbigay ng isang mababang-impedance na landas patungo sa lupa, lalo na para sa mas malalaking frame motors;gayunpaman, hindi sila wala sa kanilang mga kakulangan.Tulad ng sa DC motors, ang mga brush ay napapailalim sa pagsusuot dahil sa mekanikal na pakikipag-ugnay sa shaft, at, anuman ang disenyo ng brush holder, ang assembly ay dapat na pana-panahong inspeksyon upang matiyak ang tamang contact sa pagitan ng mga brush at ang shaft.

Ang mga shaft-grounding ring ay gumagana tulad ng isang carbon brush, ngunit naglalaman ang mga ito ng maraming hibla ng electrically conductive fibers na nakaayos sa loob ng isang singsing sa paligid ng shaft.Ang labas ng singsing, na karaniwang naka-mount sa endplate ng motor, ay nananatiling nakatigil, habang ang mga brush ay sumasakay sa ibabaw ng baras ng motor, na nagdidirekta ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga brush at ligtas sa lupa.Maaaring i-mount ang mga shaft-grounding ring sa loob ng motor, na nagpapahintulot sa mga ito na magamit sa washdown duty at dirty duty motors.Walang perpektong paraan ng pag-ground ng baras, gayunpaman, at ang mga grounding ring na naka-mount sa labas ay may posibilidad na mangolekta ng mga contaminant sa kanilang mga bristles, na maaaring mabawasan ang kanilang pagiging epektibo.

Pinagsasama ng mga ground bearing isolators ang dalawang teknolohiya: isang dalawang bahagi, non-contact isolation shield na gumagamit ng labyrinth na disenyo para maiwasan ang pagpasok ng mga contaminant at isang metallic rotor at nakahiwalay na conductive filament ring upang ilihis ang mga alon ng shaft palayo sa mga bearings.Dahil pinipigilan din ng mga device na ito ang pagkawala at kontaminasyon ng lubricant, pinapalitan nila ang mga standard bearing seal at tradisyunal na bearing isolator.

Ang isa pang paraan upang maiwasan ang paglabas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga bearings ay ang paggawa ng mga bearings mula sa isang non-conducting material.Sa mga ceramic bearings, pinoprotektahan ng mga ceramic-coated na bola ang mga bearings sa pamamagitan ng pagpigil sa shaft current na dumaloy sa mga bearings patungo sa motor.Dahil walang de-koryenteng kasalukuyang dumadaloy sa mga motor bearings, may maliit na pagkakataon ng kasalukuyang-induced wear;gayunpaman, ang agos ay maghahanap ng landas patungo sa lupa, na nangangahulugang dadaan ito sa mga nakakabit na kagamitan.Dahil ang mga ceramic bearings ay hindi mag-aalis ng kasalukuyang mula sa rotor, tanging ang mga partikular na direct-drive na application ang inirerekomenda para sa mga motor na may ceramic bearings.Ang iba pang mga disbentaha ay ang gastos para sa istilong ito ng motor bearing at ang katotohanan na ang mga bearings ay karaniwang magagamit lamang hanggang sa sukat na 6311.

Sa mga motor na mas malaki kaysa sa 100 lakas-kabayo, karaniwang inirerekomenda na ang isang insulated bearing ay naka-install sa kabaligtaran na dulo ng motor kung saan naka-install ang shaft grounding device, anuman ang estilo ng shaft grounding ang ginagamit.

Tatlong mga tip sa pag-install ng variable speed drive

Tatlong pagsasaalang-alang para sa inhinyero ng pagpapanatili kapag sinusubukang bawasan ang karaniwang boltahe ng mode sa mga application ng variable na bilis ay:

1. Siguraduhin na ang motor (at motor system) ay maayos na naka-ground.
2. Tukuyin ang wastong balanse ng dalas ng carrier, na magpapaliit sa mga antas ng ingay pati na rin ang kawalan ng balanse ng boltahe.
3. Kung ang isang shaft grounding device ay itinuturing na kinakailangan, pumili ng isa na pinakamahusay na gumagana para sa aplikasyon.

Kapag mayroong kasalukuyang tindig, walang isang sukat na akma sa lahat ng solusyon.Mahalaga para sa customer at supplier ng motor at drive na magtulungan upang matukoy ang pinakaangkop na solusyon para sa partikular na aplikasyon.