Motor elektrik memainkan peranan penting dalam kehidupan seharian kita - tempat kita tinggal, bekerja dan bermain.Ringkasnya, mereka membuat hampir semua yang bergerak, bergerak.Hampir 70 peratus tenaga elektrik yang digunakan oleh industri digunakan oleh sistem motor elektrik.1

Kira-kira 75 peratus daripada motor industri yang beroperasi digunakan untuk menjalankan pam, kipas dan pemampat, kategori jentera yang sangat terdedah kepada peningkatan kecekapan utama2.Aplikasi ini selalunya beroperasi pada kelajuan tetap, sepanjang masa, walaupun tidak diperlukan.Operasi berterusan ini membazir tenaga dan menghasilkan pelepasan CO2 yang tidak perlu, tetapi dengan mengawal kelajuan motor, kita boleh mengurangkan penggunaan kuasa, menjimatkan tenaga dan mengurangkan kesan alam sekitar.

Satu cara untuk mengawal kelajuan motor adalah melalui penggunaan pemacu kelajuan berubah-ubah (VSD), peranti yang mengawal kelajuan putaran motor elektrik dengan mengubah frekuensi dan voltan yang dibekalkan kepada motor.Dengan mengawal kelajuan motor, pemacu boleh mengurangkan penggunaan kuasa (contohnya, mengurangkan kelajuan peralatan berputar sebanyak 20 peratus boleh mengurangkan keperluan kuasa input sebanyak kira-kira 50 peratus3) dan memberikan peningkatan yang ketara dalam kawalan proses dan penjimatan kos operasi yang ketara sepanjang hayat. daripada moA yang berguna kerana VSD adalah untuk menjimatkan tenaga dalam banyak aplikasi, ia boleh menyebabkan kegagalan motor pramatang jika tidak dibumikan dengan betul.Walaupun terdapat banyak punca kegagalan motor elektrik, isu yang paling biasa apabila menggunakan pemacu ialah kegagalan galas yang disebabkan oleh voltan mod biasa.

Kerosakan yang disebabkan oleh voltan mod biasa

Dalam sistem AC tiga fasa, voltan mod biasa boleh ditakrifkan sebagai ketidakseimbangan yang wujud antara tiga fasa yang diwujudkan oleh kuasa termodulat lebar nadi pemacu, atau perbezaan voltan antara tanah sumber kuasa dan titik neutral tiga- beban fasa.Voltan mod biasa yang turun naik ini secara elektrostatik mendorong voltan pada aci motor, dan voltan aci ini boleh nyahcas melalui belitan atau melalui galas.Reka bentuk kejuruteraan moden, penebat fasa dan wayar tahan pancang penyongsang boleh membantu melindungi belitan;walau bagaimanapun, apabila pemutar melihat timbunan pancang voltan, arus mencari laluan yang paling sedikit rintangan ke tanah.Dalam kes motor elektrik, laluan ini berjalan terus melalui galas.

Oleh kerana galas motor menggunakan gris untuk pelinciran, minyak dalam gris membentuk filem yang bertindak sebagai dielektrik, yang bermaksud ia boleh menghantar daya elektrik tanpa pengaliran.Dari masa ke masa, dielektrik ini rosak.Tanpa sifat penebat gris, voltan aci akan dilepaskan melalui galas, kemudian melalui perumah motor, untuk mencapai tanah elektrik.Pergerakan arus elektrik ini menyebabkan pengarkaan dalam galas, biasanya dirujuk sebagai pemesinan nyahcas elektrik (EDM).Oleh kerana lengkok berterusan ini berlaku dari semasa ke semasa, kawasan permukaan dalam perlumbaan galas menjadi rapuh, dan kepingan logam kecil boleh terputus di dalam galas.Akhirnya, bahan yang rosak berjalan di antara bebola galas dan perlumbaan, menyebabkan kesan pengisaran, yang boleh menghasilkan pitting bersaiz mikron, dipanggil frosting, atau rabung seperti papan basuh di raceway galas, dipanggil fluting.

Sesetengah motor boleh terus berjalan apabila kerosakan semakin teruk, tanpa sebarang masalah yang ketara.Tanda pertama kerosakan galas biasanya bunyi yang boleh didengar, disebabkan oleh bebola galas yang bergerak di atas kawasan yang berlubang dan beku.Tetapi apabila bunyi ini berlaku, kerosakan biasanya menjadi cukup besar sehingga kegagalan akan berlaku.

Berasaskan dalam pencegahan

Aplikasi industri biasanya tidak mengalami kesukaran galas ini pada motor kelajuan berubah-ubah, tetapi dalam sesetengah pemasangan, seperti bangunan komersial dan pengendalian bagasi lapangan terbang, pembumian yang teguh tidak selalu tersedia.Dalam keadaan ini, kaedah lain mesti digunakan untuk mengalihkan arus ini daripada galas.Penyelesaian yang paling biasa ialah menambah peranti pembumian aci pada satu hujung aci motor, terutamanya dalam aplikasi di mana voltan mod biasa boleh menjadi lebih lazim.Pembumian aci pada asasnya adalah satu cara untuk menyambungkan pemutar pusing motor ke pembumian melalui bingkai motor.Menambah peranti pembumian aci pada motor sebelum pemasangan (atau membeli motor dengan satu prapasang) boleh menjadi harga yang kecil untuk dibayar jika dibandingkan dengan tanda harga kos penyelenggaraan yang berkaitan dengan penggantian bearing, apatah lagi kos yang tinggi untuk masa henti di kemudahan.

Terdapat beberapa jenis peranti pembumian aci yang biasa dalam industri hari ini, seperti berus karbon, berus gentian gaya gelang dan pengasing galas pembumian, dan kaedah lain untuk melindungi galas juga tersedia.

Berus karbon telah digunakan selama lebih daripada 100 tahun dan serupa dengan berus karbon yang digunakan pada komutator motor DC.Berus pembumian menyediakan sambungan elektrik antara bahagian berputar dan pegun litar elektrik motor dan membawa arus dari pemutar ke tanah supaya cas tidak terkumpul pada pemutar ke titik di mana ia menyahcas melalui galas.Berus pembumian menawarkan cara yang praktikal dan menjimatkan untuk menyediakan laluan galangan rendah ke tanah, terutamanya untuk motor rangka yang lebih besar;bagaimanapun, mereka bukan tanpa kelemahan mereka.Seperti motor DC, berus tertakluk kepada haus kerana sentuhan mekanikal dengan aci, dan, tanpa mengira reka bentuk pemegang berus, pemasangan mesti diperiksa secara berkala untuk memastikan sentuhan yang betul antara berus dan aci.

Gelang pembumian aci berfungsi seperti berus karbon, tetapi ia mengandungi berbilang helai gentian konduktif elektrik yang disusun di dalam gelang di sekeliling aci.Bahagian luar gelang, yang biasanya dipasang pada plat hujung motor, kekal tidak bergerak, manakala berus menunggang pada permukaan aci motor, menghalakan arus melalui berus dan selamat ke tanah.Gelang pembumian aci boleh dipasang di dalam motor, membolehkannya digunakan pada tugas mencuci dan motor tugas kotor.Tiada kaedah pembumian aci yang sempurna, walau bagaimanapun, dan gelang pembumian yang dipasang secara luaran cenderung mengumpul bahan cemar pada bulunya, yang mungkin mengurangkan keberkesanannya.

Pengasing galas pembumian menggabungkan dua teknologi: perisai pengasingan tidak bersentuhan dua bahagian yang menggunakan reka bentuk labirin untuk menghalang kemasukan bahan cemar dan pemutar logam dan gelang filamen konduktif terpencil untuk mengalihkan arus aci daripada galas.Memandangkan peranti ini juga menghalang kehilangan dan pencemaran pelincir, ia menggantikan pengedap galas standard dan pengasing galas tradisional.

Satu lagi cara untuk mengelakkan pelepasan arus melalui galas adalah dengan mengeluarkan galas daripada bahan tidak konduktor.Dalam galas seramik, bola bersalut seramik melindungi galas dengan menghalang arus aci daripada mengalir melalui galas ke motor.Memandangkan tiada arus elektrik mengalir melalui galas motor, terdapat sedikit peluang untuk haus akibat arus;bagaimanapun, arus akan mencari laluan ke tanah, yang bermaksud ia akan melalui peralatan yang dipasang.Memandangkan galas seramik tidak akan mengeluarkan arus daripada rotor, hanya aplikasi pemacu langsung khusus disyorkan untuk motor dengan galas seramik.Kelemahan lain ialah kos untuk gaya galas motor ini dan hakikat bahawa galas biasanya tersedia hanya sehingga saiz 6311.

Pada motor yang lebih besar daripada 100 kuasa kuda, secara amnya disyorkan bahawa galas bertebat dipasang pada hujung bertentangan motor di mana peranti pembumian aci dipasang, tanpa mengira gaya pembumian aci yang digunakan.

Tiga petua pemasangan pemacu kelajuan berubah-ubah

Tiga pertimbangan untuk jurutera penyelenggaraan apabila cuba mengurangkan voltan mod biasa dalam aplikasi kelajuan berubah-ubah ialah:

1. Pastikan motor (dan sistem motor) dibumikan dengan betul.
2. Tentukan keseimbangan frekuensi pembawa yang betul, yang akan meminimumkan tahap hingar serta ketidakseimbangan voltan.
3. Jika peranti pembumian aci dianggap perlu, pilih peranti yang paling sesuai untuk aplikasi.

Apabila arus galas hadir, tiada satu saiz yang sesuai untuk semua penyelesaian.Adalah penting bagi pelanggan dan pembekal motor dan pemacu untuk bekerjasama untuk mengenal pasti penyelesaian yang paling sesuai untuk aplikasi khusus.