Motorët elektrikë luajnë një rol jetik në jetën tonë të përditshme – ku jetojmë, punojmë dhe luajmë.E thënë thjesht, ata bëjnë pothuajse gjithçka që lëviz, lëviz.Gati 70 për qind e energjisë elektrike të konsumuar nga industria përdoret nga sistemet me motor elektrik.1

Afërsisht 75 përqind e motorëve industrialë në funksion përdoren për të funksionuar pompat, tifozët dhe kompresorët, një kategori makinerie që është shumë e ndjeshme ndaj përmirësimeve të mëdha të efikasitetit2.Këto aplikacione shpesh funksionojnë me shpejtësi konstante, gjatë gjithë kohës, edhe kur nuk nevojiten.Ky funksionim i vazhdueshëm harxhon energji dhe prodhon emetime të panevojshme CO2, por duke kontrolluar shpejtësinë e motorit, ne mund të reduktojmë konsumin e energjisë, duke kursyer energji dhe duke reduktuar ndikimin mjedisor.

Një mënyrë për të kontrolluar shpejtësinë e një motori është nëpërmjet përdorimit të një disku me shpejtësi të ndryshueshme (VSD), një pajisje që rregullon shpejtësinë e rrotullimit të një motori elektrik duke ndryshuar frekuencën dhe tensionin e furnizuar në motor.Duke kontrolluar shpejtësinë e një motori, një makinë mund të reduktojë konsumin e energjisë (për shembull, ulja e shpejtësisë së pajisjes rrotulluese me 20 përqind mund të reduktojë kërkesat për fuqinë hyrëse me afërsisht 50 përqind3) dhe të sigurojë një përmirësim të konsiderueshëm në kontrollin e procesit dhe kursime të konsiderueshme të kostos së funksionimit gjatë gjithë jetës nga moA-të e dobishme si VSD-të janë për kursimin e energjisë në shumë aplikacione, ato mund të shkaktojnë dështim të parakohshëm të motorit nëse nuk janë të tokëzuara siç duhet.Ndërsa ka shumë shkaqe të ndryshme të dështimeve të motorit elektrik, problemi më i zakonshëm kur përdorni një makinë është dështimi i kushinetave të shkaktuara nga tensioni i modalitetit të zakonshëm.

Dëmtimi i shkaktuar nga tensioni i modalitetit të përbashkët

Në një sistem trefazor AC, voltazhi i modalitetit të përbashkët mund të përkufizohet si çekuilibër i pranishëm midis tre fazave të krijuar nga fuqia e moduluar e gjerësisë së impulsit të makinës, ose diferenca e tensionit midis tokës së burimit të energjisë dhe pikës neutrale të tre fazave. ngarkesa fazore.Ky tension i luhatshëm i modalitetit të zakonshëm shkakton elektrostatikisht tension në boshtin e motorit dhe ky tension i boshtit mund të shkarkohet përmes mbështjelljeve ose përmes kushinetave.Modelet moderne inxhinierike, izolimi fazor dhe tela rezistente ndaj thumbave të inverterit mund të ndihmojnë në mbrojtjen e mbështjelljeve;megjithatë, kur rotori sheh një grumbullim të ngritjeve të tensionit, rryma kërkon rrugën e rezistencës më të vogël në tokë.Në rastin e një motori elektrik, kjo rrugë kalon drejtpërdrejt përmes kushinetave.

Meqenëse kushinetat motorike përdorin yndyrën për lubrifikimin, vaji në yndyrë formon një film që vepron si një dielektrik, që do të thotë se mund të transmetojë forcat elektrike pa përçueshmëri.Megjithatë, me kalimin e kohës, ky dielektrik prishet.Pa vetitë izoluese të yndyrës, voltazhi i boshtit do të shkarkohet përmes kushinetave, më pas përmes strehës së motorit, për të arritur tokëzimin elektrik.Kjo lëvizje e rrymës elektrike shkakton formimin e harkut në kushinetat, të njohura zakonisht si përpunimi i shkarkimit elektrik (EDM).Ndërsa ky hark i vazhdueshëm ndodh me kalimin e kohës, sipërfaqet në rasë mbajtëse bëhen të brishta dhe copa të vogla metali mund të shkëputen brenda kushinetës.Përfundimisht, materiali i dëmtuar kalon rrugën e tij midis topave dhe garave të kushinetës, duke shkaktuar një efekt bluarjeje, i cili mund të prodhojë gropa në madhësi mikron, të quajtur ngrirje, ose kreshta të ngjashme me dërrasën e larjes në kanalin e mbajtësit, të quajtur fluting.

Disa motorë mund të vazhdojnë të punojnë ndërsa dëmtimi përkeqësohet në mënyrë progresive, pa ndonjë problem të dukshëm.Shenja e parë e dëmtimit të kushinetës është zakonisht një zhurmë e dëgjueshme, për shkak të topave të kushinetave që udhëtojnë mbi zonat me gropa dhe me ngrica.Por në kohën kur ndodh kjo zhurmë, dëmi zakonisht është bërë aq i konsiderueshëm sa që dështimi është i pashmangshëm.

E bazuar në parandalimin

Aplikacionet industriale zakonisht nuk i përjetojnë këto vështirësi në lidhje me motorët me shpejtësi të ndryshueshme, por në disa instalime, të tilla si ndërtesat komerciale dhe trajtimi i bagazheve të aeroportit, tokëzimi i fortë nuk është gjithmonë i disponueshëm.Në këto raste, duhet të përdoret një metodë tjetër për të devijuar këtë rrymë larg kushinetave.Zgjidhja më e zakonshme është shtimi i një pajisjeje tokëzimi të boshtit në njërin skaj të boshtit të motorit, veçanërisht në aplikimet ku tensioni i modalitetit të zakonshëm mund të jetë më i përhapur.Toka e boshtit është në thelb një mjet për të lidhur rotorin rrotullues të motorit me tokën tokësore nëpërmjet kornizës së motorit.Shtimi i një pajisjeje të tokëzimit të boshtit në motor përpara instalimit (ose blerja e një motori me një të para-instaluar) mund të jetë një çmim i vogël për t'u paguar kur krahasohet me çmimin e kostove të mirëmbajtjes që lidhen me zëvendësimin e kushinetave, për të mos përmendur kostot e larta të kohë joproduktive në një objekt.

Ekzistojnë disa lloje të zakonshme të pajisjeve të tokëzimit të boshtit në industri sot, të tilla si furçat e karbonit, furçat e fibrave të stilit unazë dhe izoluesit e kushinetave të tokëzimit, dhe metoda të tjera për mbrojtjen e kushinetat janë gjithashtu të disponueshme.

Furçat e karbonit janë përdorur për më shumë se 100 vjet dhe janë të ngjashme me furçat e karbonit të përdorura në komutatorët e motorëve DC.Furçat e tokëzimit sigurojnë lidhjen elektrike midis pjesëve rrotulluese dhe të palëvizshme të qarkut elektrik të motorit dhe marrin rrymën nga rotori në tokë, në mënyrë që ngarkesa të mos grumbullohet në rotor deri në pikën ku ajo shkarkohet përmes kushinetave.Furçat e tokëzimit ofrojnë një mjet praktik dhe ekonomik për të siguruar një rrugë me rezistencë të ulët në tokë, veçanërisht për motorët me kornizë më të madhe;megjithatë, ato nuk janë pa të metat e tyre.Ashtu si me motorët DC, furçat janë subjekt konsumimi për shkak të kontaktit mekanik me boshtin dhe, pavarësisht nga dizajni i mbajtësit të furçës, montimi duhet të inspektohet periodikisht për të siguruar kontaktin e duhur midis furçave dhe boshtit.

Unazat e tokëzimit të boshtit funksionojnë si një furçë karboni, por ato përmbajnë fije të shumta të fibrave përçuese elektrike të rregulluara brenda një unaze rreth boshtit.Pjesa e jashtme e unazës, e cila zakonisht montohet në pllakën fundore të motorit, mbetet e palëvizshme, ndërsa furçat kalojnë në sipërfaqen e boshtit të motorit, duke e drejtuar rrymën përmes furçave dhe në mënyrë të sigurtë në tokë.Unazat e tokëzimit të boshtit mund të montohen brenda motorit, duke i lejuar ato të përdoren në motorët me funksion larës dhe të ndotur.Megjithatë, asnjë metodë e tokëzimit të boshtit nuk është perfekte dhe unazat e tokëzimit të montuara nga jashtë priren të mbledhin ndotës në qimet e tyre, gjë që mund të zvogëlojë efektivitetin e tyre.

Izoluesit e kushinetave të tokëzimit kombinojnë dy teknologji: një mburojë izolimi me dy pjesë, pa kontakt, që përdor një dizajn labirint për të parandaluar hyrjen e ndotësve dhe një rotor metalik dhe unazë filamenti përçues të izoluar për të devijuar rrymat e boshtit larg kushinetave.Meqenëse këto pajisje parandalojnë gjithashtu humbjen dhe ndotjen e lubrifikantit, ato zëvendësojnë vulat standarde të kushinetave dhe izoluesit tradicional të kushinetave.

Një mënyrë tjetër për të parandaluar shkarkimin e rrymës përmes kushinetave është prodhimi i kushinetave nga një material jopërçues.Në kushinetat qeramike, topat e veshur me qeramikë mbrojnë kushinetat duke parandaluar që rryma e boshtit të rrjedhë përmes kushinetave në motor.Meqenëse asnjë rrymë elektrike nuk rrjedh nëpër kushinetat e motorit, ka pak mundësi për konsumim të shkaktuar nga rryma;megjithatë, rryma do të kërkojë një shteg për në tokë, që do të thotë se do të kalojë përmes pajisjeve të bashkangjitura.Meqenëse kushinetat qeramike nuk do të heqin rrymën nga rotori, rekomandohen vetëm aplikime specifike të lëvizjes direkte për motorët me kushineta qeramike.Disavantazhe të tjera janë kostoja për këtë stil të mbajtësit të motorit dhe fakti që kushinetat zakonisht disponohen vetëm deri në madhësinë 6311.

Në motorët më të mëdhenj se 100 kuaj fuqi, përgjithësisht rekomandohet që të instalohet një kushinetë e izoluar në skajin e kundërt të motorit në të cilin është instaluar pajisja e tokëzimit të boshtit, pavarësisht nga stili i tokëzimit të boshtit.

Tre këshilla për instalimin e makinës me shpejtësi të ndryshueshme

Tre konsiderata për inxhinierin e mirëmbajtjes kur përpiqet të zvogëlojë tensionin e modalitetit të zakonshëm në aplikacionet me shpejtësi të ndryshueshme janë:

1. Sigurohuni që motori (dhe sistemi i motorit) të jetë i tokëzuar siç duhet.
2. Përcaktoni balancën e duhur të frekuencës së bartësit, e cila do të minimizojë nivelet e zhurmës si dhe çekuilibrin e tensionit.
3. Nëse një pajisje e tokëzimit të boshtit konsiderohet e nevojshme, zgjidhni atë që funksionon më mirë për aplikacionin.

Kur një rrymë mbajtëse është e pranishme, nuk ka zgjidhje që i përshtatet të gjithave.Është jetike për klientin dhe furnizuesin e motorit dhe makinës që të punojnë së bashku për të identifikuar zgjidhjen më të përshtatshme për aplikacionin specifik.