모터 샤프트 접지로 인버터 구동 모터의 신뢰성 향상

상업용 건물이나 산업 플랜트 꼭대기에 있는 유지 관리 엔지니어는 정기적으로 모터에 윤활유를 다시 바르고 다른 피로 징후가 있는지 확인합니다. 경고를 제공하는 예방 유지 관리 도구나 고급 예측 제어 소프트웨어가 없으면 엔지니어는 멈춰서 다음과 같이 생각할 수 있습니다. 점점 더 악화?"소리가 점점 커지는 건가요, 아니면 그냥 제 상상인가요?”숙련된 엔지니어의 모터 내부 센서(청각)와 예감(예측 경보)은 정확할 수 있지만 시간이 지남에 따라 베어링은 아무도 인식하지 못합니다.케이스의 조기 마모, 왜 그렇습니까?베어링 고장의 "새로운" 원인을 파악하고 공통 모드 전압을 제거하여 이를 방지하는 방법을 알아두십시오.

모터가 고장나는 이유는 무엇입니까?

모터 고장의 원인은 다양하지만, 가장 큰 원인은 계속해서 베어링 고장입니다.산업용 모터는 모터 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 다양한 환경 요인을 경험하는 경우가 많습니다.오염, 습기, 열 또는 잘못된 로딩은 확실히 조기 베어링 고장을 유발할 수 있지만 베어링 고장을 일으킬 수 있는 또 다른 현상은 공통 모드 전압입니다.

공통 모드 전압

오늘날 사용되는 대부분의 모터는 교차선 전압으로 작동합니다. 즉, 모터 스타터를 통해 시설에 들어오는 3상 전원에 직접 연결됩니다.가변 주파수 드라이브로 구동되는 모터는 지난 수십 년 동안 애플리케이션이 더욱 복잡해짐에 따라 더욱 보편화되었습니다.가변 주파수 드라이브를 사용하여 모터를 구동하면 팬, 펌프, 컨베이어와 같은 응용 분야의 속도 제어는 물론 최적의 효율로 부하를 구동하여 에너지를 절약할 수 있다는 이점이 있습니다.

그러나 가변 주파수 드라이브의 한 가지 단점은 드라이브의 3상 입력 전압 간의 불균형으로 인해 발생할 수 있는 공통 모드 전압의 가능성입니다.펄스폭 변조(PWM) 인버터의 고속 스위칭은 모터 권선 및 베어링에 문제를 일으킬 수 있으며 권선은 인버터 스파이크 방지 절연 시스템으로 잘 보호되지만 회전자에 전압 스파이크가 축적되면 전류가 베어링을 통해 접지 저항을 최소화하는 경로를 찾습니다.

모터 베어링은 그리스로 윤활되며 그리스의 오일은 유전체 역할을 하는 필름을 형성합니다.시간이 지남에 따라 이 유전체가 파괴되고 샤프트의 전압 레벨이 증가하며 전류 불균형으로 인해 베어링을 통해 저항이 가장 적은 경로를 찾게 되며 이로 인해 일반적으로 EDM(방전 기계 가공)으로 알려진 베어링 아크가 발생합니다.시간이 지남에 따라 이러한 지속적인 아크가 발생하고 베어링 레이스의 표면이 부서지기 쉽고 베어링 내부의 작은 금속 조각이 파손될 수 있습니다.궁극적으로 이 손상된 재료는 베어링 볼과 베어링 레이스 사이를 이동하여 서리나 홈을 유발할 수 있는 마모 효과를 생성합니다(그리고 잠재적으로 주변 소음, 진동 및 모터 온도를 증가시킬 수 있음).상황이 악화됨에 따라 일부 모터는 계속 작동할 수 있으며, 문제의 심각도에 따라 모터 베어링의 손상은 이미 손상되었으므로 결국 손상이 불가피할 수도 있습니다.

예방을 바탕으로

베어링에서 전류를 전환하는 방법은 무엇입니까?가장 일반적인 솔루션은 모터 샤프트의 한쪽 끝에 샤프트 접지를 추가하는 것입니다. 특히 공통 모드 전압이 더 일반적일 수 있는 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다.샤프트 접지는 기본적으로 모터의 회전하는 회전자를 모터 프레임을 통해 접지에 연결하는 방법입니다.설치 전에 모터에 샤프트 접지를 추가하는 것(또는 사전 설치된 모터를 구입하는 것)은 시설 가동 중지 시간으로 인한 높은 비용은 말할 것도 없고 베어링 교체와 관련된 유지 관리 비용에 비해 가격이 저렴할 수 있습니다.

오늘날 업계에서는 여러 유형의 샤프트 접지 배열이 일반적입니다.브래킷에 카본 브러시를 장착하는 것은 여전히 ​​인기가 있습니다.이는 기본적으로 모터 회로의 회전 부분과 고정 부분 사이에 전기 연결을 제공하는 일반적인 DC 카본 브러시와 유사합니다..시장에 나와 있는 상대적으로 새로운 유형의 장치는 파이버 브러시 링 장치입니다. 이 장치는 샤프트 주위의 링에 전도성 섬유의 여러 가닥을 배치하여 카본 브러시와 유사한 방식으로 작동합니다.링의 외부는 고정된 상태로 유지되며 일반적으로 모터의 엔드 플레이트에 장착되는 반면, 브러시는 모터 샤프트의 표면을 타고 브러시를 통해 전류를 전환하고 안전하게 접지됩니다.그러나 대형 모터(100hp 이상)의 경우 사용된 축 접지 장치에 관계없이 일반적으로 축 접지 장치가 설치된 모터의 반대쪽 끝에 절연 베어링을 설치하여 회전자의 모든 전압이 유지되도록 하는 것이 좋습니다. 접지 장치를 통해 방전됩니다.

결론적으로

가변 주파수 드라이브는 많은 응용 분야에서 에너지를 절약할 수 있지만 적절한 접지가 없으면 조기 모터 고장이 발생할 수 있습니다.가변 주파수 드라이브 애플리케이션에서 공통 모드 전압을 줄이려고 할 때 고려해야 할 세 가지 사항이 있습니다. 1) 모터(및 모터 시스템)가 적절하게 접지되었는지 확인하십시오.2) 잡음 레벨과 전압 불균형을 최소화하는 적절한 반송파 주파수 균형을 결정합니다.3) 축 접지가 필요하다고 판단되는 경우 용도에 가장 적합한 접지를 선택하십시오.