Làm thế nào ngăn dòng điện chạy qua vòng bi liên tục

Trong các trường hợp hiếm hoi, các nhà khai thác trong ngành công nghiệp xử lý có thể lưu ý rằng động cơ điện áp thấp gặp dòng điện chạy qua vòng bi động cơ, đặc biệt khi chúng được sử dụng với ổ đĩa tốc độ thay đổi (VSD).

Nếu không được kiểm soát, những dòng điện chạy qua vòng bi này chắc chắn sẽ dẫn đến sự cố sớm. ABB có một danh mục vòng bi được thiết lập tốt về các giải pháp hành động đầu tiên. Và bây giờ hai cách tiếp cận mới có thể loại bỏ ngay cả các dòng điện bền bỉ nhất. Nhưng việc lựa chọn đúng đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các điều kiện ứng dụng cụ thể, như Marcus Westerlund, Giám đốc sản phẩm của Động cơ và Máy phát điện của ABB, và Matti Fyhr, Giám đốc dự án cho Động cơ và Máy phát điện, giải thích.

Điều gì gây ra dòng điện chạy qua vòng bi ?

Khi có điện áp trên trục động cơ, nó có thể khắc phục hiệu quả cách điện của màng bôi trơn vòng bi. Điều này gây ra dòng chảy dẫn đến hiệu quả trong gia công phóng điện (EDM) của vòng bi, gây ra sự mài mòn sớm và cuối cùng là hỏng sớm.

Điện áp này có thể được tạo ra theo ba cách khác nhau tùy theo kích thước của động cơ, cách khung và trục của nó được nối đất, lắp đặt điện và đặc tính điện tử cụ thể của ổ đĩa AC.

Loại đầu tiên trong ba loại là dòng điện tuần hoàn trong các động cơ lớn hơn – trên kích thước khung IEC 280 – khi điện áp tần số cao được tạo ra giữa hai đầu của trục động cơ bằng từ thông tần số cao chạy quanh stato. Khi điện áp này đạt đến mức đủ cao để vượt qua trở kháng của màng dầu vòng bi, một dòng điện tuần hoàn bắt đầu chảy trong vòng được hình thành bởi trục, vòng bi và khung stato.

Thứ hai, trong các động cơ lớn hơn, dòng nối đất rò rỉ vào khung stato cần phải chảy ngược lại vào biến tần, là nguồn của dòng điện này. Bất kỳ tuyến điện trở lại đều chứa trở kháng, và do đó điện áp của khung động cơ được nâng lên so với mức mặt đất nguồn. Nếu trục động cơ được nối đất thông qua các máy móc điều khiển, sự tăng điện áp khung động cơ này được nhìn thấy trên các vòng bi. Nếu điện áp đủ cao để vượt qua trở kháng của màng dầu vòng bi, dòng điện trục có thể chạy qua vòng bi đầu cuối, trục và máy được điều khiển quay trở lại biến tần.

Thứ ba, dòng phóng điện dung xảy ra trong các động cơ nhỏ – dưới kích thước khung IEC 280 – khi sự phân chia điện áp bên trong của điện áp chế độ chung so với điện dung đi lạc bên trong của động cơ gây ra điện áp trục đủ cao để tạo ra các xung dòng mang tần số cao. Điều này có thể xảy ra nếu trục không được nối đất thông qua máy móc điều khiển trong khi khung động cơ được nối đất theo cách tiêu chuẩn để bảo vệ.

Một danh mục mở rộng của các giải pháp hiện tại

Không có một giải pháp kỹ thuật duy nhất nào có thể được áp dụng để bao gồm tất cả các cài đặt trong đó các dòng điện chạy qua vòng bi được coi là một vấn đề. Thay vào đó, câu hỏi là giúp khách hàng đưa ra lựa chọn tối ưu từ một loạt các giải pháp tiềm năng theo các chi tiết của ứng dụng cụ thể của họ, với kích thước động cơ là cân nhắc chính.

ABB có ba giải pháp lựa chọn hành động đầu tiên hiệu quả cho dòng điện chạy qua vòng bi đã được thiết lập tốt trên thị trường. Chúng bao gồm: một vòng bi cách điện ở đầu không dẫn động; bộ lọc chế độ chung và tiếp đất và cáp. Bây giờ, đối với các tình huống đòi hỏi khắt khe nhất khi một hoặc kết hợp các giải pháp này không thể cung cấp một biện pháp khắc phục hoàn chỉnh, hai phương pháp nâng cao mới đã được phát triển dưới dạng bàn chải nối đất trục và vòng bi cách điện ở cả hai đầu.

Cụ thể, ba giải pháp hành động cho dòng điện chạy qua vòng bi là :

1 – Kết hợp vòng bi cách điện ở đầu không dẫn động
Một giải pháp hiệu quả cho các động cơ có kích thước khung IEC từ 280 trở lên là thay thế vòng bi ở đầu không dẫn động bằng vòng bi cách điện ngăn dòng điện chạy qua điểm này. Điều này có thể được áp dụng như một trang bị thêm hoặc được chỉ định như một tùy chọn trên động cơ mới. Cần phải lưu ý rằng hiện tại vẫn phải đi đâu đó. Vì vậy, trong khi động cơ sẽ được bảo vệ, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng phương pháp này sẽ không tạo ra các vấn đề mới trong phần khác của quá trình cài đặt.

2 – Bộ lọc chế độ chung được sử dụng cùng với VSD
Đối với các động cơ lớn hơn có công suất danh định lớn hơn 350 kW (kích thước khung hình 400 hoặc lớn hơn), bộ lọc chế độ chung sẽ giảm dòng điện chế độ chung và do đó giảm nguy cơ dòng mang. Bộ lọc chế độ chung có thể được cài đặt bên trong như một phần của gói động cơ và ổ đĩa, hoặc có thể được lắp trên cáp giữa VSD và động cơ. Các bộ lọc chế độ chung không ảnh hưởng đáng kể đến pha của điện áp chính trên các đầu cực động cơ.

3 – Nối đất và cáp của máy biến áp, VSD, động cơ và tàu tải
Đối với tất cả các cài đặt, và đặc biệt là các động cơ có công suất động cơ danh định trên 30 kW, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng cáp nối đất và cáp kết nối với PE (Trái đất bảo vệ) đối xứng trên toàn bộ hệ thống vì điều này làm giảm mạnh điện áp trục và khung của động cơ. Điều này thể hiện thực tiễn tốt nhất ngay cả khi dòng mang không được coi là một vấn đề. Đây cũng là hành động đầu tiên được thực hiện trước khi cài đặt bộ lọc chế độ chung trên các động cơ lớn hơn
.

4 – Chổi nối đất được lắp đặt bên trong
Một giải pháp mới quan trọng cho các động cơ trong khung kích thước 132 đến 250 là lắp đặt chổi nối đất trục động cơ dẫn dòng điện xuống đất thông qua bàn chải, thay vì qua vòng bi. Điều này bảo vệ động cơ chính nó và cài đặt hoàn chỉnh. Bàn chải có thể được cài đặt sẵn trên các động cơ mới bằng cách chỉ định mã biến thể. Hoặc nó có thể được trang bị retro trên trang web.

5 – Vòng bi cách điện ở cả hai đầu dẫn động và không dẫn động
Một cách tiếp cận sáng tạo khác, hiện đang được áp dụng cho các động cơ có kích thước khung từ 71 đến 250, ở dạng vòng bi được lắp đặt ở cả hai đầu của động cơ có cách điện chủng tộc bên ngoài hoặc các yếu tố lăn. Điều này đảm bảo rằng không có dòng điện nào có thể chảy đến trái đất thông qua vòng bi. Đối với các động cơ nhỏ hơn, cũng như cho các ứng dụng đặc biệt, vòng bi lai với các bộ phận lăn gốm không dẫn điện cũng có thể được sử dụng. Những vòng bi lai này có thể mang lại những lợi ích khác như khoảng thời gian bôi trơn lại lâu hơn và tuổi thọ dài hơn.

Làm thế nào bạn có thể đo dòng mang  ?
Trong hầu hết các trường hợp, người vận hành khó có thể đo bất kỳ dòng điện chạy qua vòng bi nào có thể có trên một động cơ tiêu chuẩn. Nhưng nếu nghi ngờ dòng điện có thể được phát hiện bằng thiết bị đặc biệt được vận hành bởi nhân viên có kinh nghiệm. ABB đã phát triển kinh nghiệm rộng lớn trong việc thực hiện các phép đo này trên các cài đặt động cơ và ổ đĩa trong nhiều ứng dụng khác nhau trên toàn thế giới.

Tóm tắt – dòng điện chạy qua vòng bi có thể tránh được

Mặc dù điều quan trọng là phải nhận ra rằng dòng điện chạy qua vòng bi có thể là một vấn đề, nhưng chúng chịu trách nhiệm cho một số lượng rất nhỏ các sự cố vòng bi động cơ. Các nguyên nhân phổ biến nhất cho sự cố vòng bi đơn giản là do các sự cố cơ học như tải trọng trục hoặc hướng tâm quá cao, bôi trơn không đủ hoặc sai hoặc các hạt lạ hoặc độ ẩm bên trong vòng bi.

Khi có dòng điện chạy qua vòng bi, không có “một kích thước phù hợp với tất cả các giải pháp”. Điều quan trọng đối với khách hàng và nhà cung cấp động cơ và ổ đĩa để làm việc cùng nhau để xác định giải pháp phù hợp nhất cho ứng dụng cụ thể. Đảm bảo sử dụng đúng cáp nối đất và cáp kết nối theo thông lệ tốt nhất sẽ luôn là bước đầu tiên quan trọng. Các giải pháp mới dưới dạng bàn chải nối đất trục và vòng bi tổ tợp hiện đang hứa hẹn là một cách hiệu quả về mặt chi phí để loại bỏ các tác động có thể có hại của dòng điện.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *