رینگ زمین کننده شفت موتور – متعلقات ضروری VFD

معرفی رینگ زمین کننده شفت موتور

VFD باعث خرابی یاتاقان ها می شوند!

در PWM (مدولاسیون پهنای پالس) ولتاژ موج های سینوسی که توسط VFD ها تولید می شود، متعادل نیست. این عدم تعادل سبب خرابی یاتاقان ها شده که عواقب مختلفی را دارد. با خواندن این مقاله آموزش خواهیم داد چگونه می توان این آسیب VFDها را خنثی کرد. از شما خوانندگان عزیز دعوت می کنیم تا انتهای مقاله ما را همراهی کنید. در صورت نیاز می توانید مقاله ” درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟ ۳ مزیت درایو همراه ویدئو ” را مطالعه کنید که در مورد ساختمان داخلی و نحوه عملکرد درایو فرکانس متغیر توضیحات خوبی داده است.

موتورهایی که با یک درایو فرکانس متغیر (VFD) کار می کنند، بلبرینگ هایشان بیشتر مستعد خراب شدن هستند. در موج های سینوسی تولید شده استاندارد، ولتاژ متعادل است. این به این معنا است که دامنه های موج در هر دو نیم سیکل مثبت و منفی یکسان هستند. در PWM (مدولاسیون پهنای پالس) ولتاژ موجهای سینوسی که توسط VFD ها تولید می شود، متعادل نیست. این عدم تقارن می تواند باعث پتانسیل ولتاژ در ساختمان الکتروموتور شود، که در جای خود عامل گذر ولتاژ از روتور و استاتور به زمین از طریق یاتاقان های موتور و باعث آسیب هایی مانند شکل های زیر می شود.

شکل (۱)

در نتیجه قوس ولتاژ بین یاتاقان ها و بدنه، ترشحات جوشکاری میکروسکوپی به جا می ماند. این ترشحات اجزائ غلطان یاتاقان، ساچمه و غلطک، و مسیر داخلی گردش ساچمه های یاتاقان را درگیر می کند، که می تواند باعث خرابی یاتاقان گردد.

خرابی یاتاقان چه عواقبی برای شما دارد؟

• در تعویض یاتاقان موتور از سیستم یا دستگاه جدا شود و نصب مجدد آن هزینه بر است.
• زمان توقف دستگاه
• قفل شدن یاتاقانها و آسیب دیدن سیم پیچی

چه چیزی باعث عبور جریان از یاتاقان ها می شود؟

خازن پارازیتی بین هسته آهنی استاتور و روتور موتور ایجاد می شود؛ که باعث ایجاد ولتاژ می شود، و به شفت موتور انتقال می یابد. این جریان گذرنده از شفت به دنبال راحت ترین مسیر به زمین است، که معمولا باعث می شود مسیر عبور خود را از طریق یاتاقانها ببیند.

چگونه از یاتاقان ها حفاظت کنیم؟

رینگ زمین کننده شفت موتور در هر دو قسمت انتهایی شفت قرار می گیرد.(شکل ۲ را ببینید). جاروبکهای فیبر کربن متعلق به رینگ رینگ زمین کننده شفت به شفت متصل شده است. حالا آسان ترین مسیر جریانهای گذرنده از شفت این جاروبکها هستند. و دیگر جریانها از طریق یاتاقانها عبور نمی کنند، که این هم به نوبه خود از خرابی یاتاقان بدلیل عدم تقارن موج PWM جلوگیری می کند.

شکل (۲)

انواع مختلف رینگ های زمین کننده شفت

طرحهای مختلفی از رینگهای زمین کننده شفت وجود دارند. در حالیکه همه آنها حفاظت مشابهی ایجاد می کنند، هر کدام از آنها با توجه به نیاز شما امکان نصب منحصر به فردی دارد.

رینگهای دو بخشی(Split Rings)

رینگهای دو بخشی دو تکه هستند که بر روی شفت موتور نصب می شوند مزیت این رینگها این است که برای نصب آن نیاز نیست موتور از بار گردان ، پولی یا کوپلینگ جدا شود. این رینگها می توانند بوسیله پیچها، گیره یا رزین های هادی متصل شوند.

رینگهای سخت (Solid Rings)

این رینگها با استفاده از رزین هادی، گیره های نگهدارنده (stand-off brackets) یا پیچ نگهدارنده نصب می شوند. رزین ها پس از نصب شدن به ۱۰ دقیقه زمان برای خشک شدن نیاز دارند. این رویه (روش نصب) رینگها اغلب در مواقعی مورد استفاده قرار می گیرد که موتور در کارگاه برای تعمیرات آورده شده است و یا پیش از انجام اتصال موتور به تجهیزات گردان بر روی موتور نصب می شوند.

پرس شده (نصب فقط در مراکز سرویس)

در حالتی که موتورها در کارگاه هستند رینگها می توانند پرس شوند. درپوش (bracket) انتهای موتور فشرده می شود تا در حدود ۰٫۰۰۰۵ تا ۰٫۰۰۱۵ اینج داخل یکدیگر فیت شوند.

اطلاعات ضمانت موتور

هنگامی که یک درایو فرکانس متغیر را با یک موتور به کار می گیریم خیلی با اهمیت است که اطلاعات ضمانت موتور تولید کنندگان بررسی گردد. کلیه تولید کنندگان موتور در صورت استفاده از VFD در صورتی که رینگهای حفاظتی استفاده نشود از ضمانت خراب شدن یاتاقانها طفره می روند و آن را قبول نمی کنند. باید مواردی را که تولید کنندگان از خود رفع مسئولیت کرده اند را مد نظر داشته باشید.

پیشنهادات

مهندسین پیشنهاد می کنند موتورهایی که با VFD ها کار می کنند دامنه و فرکانس ولتاژ شفت آنها اندازه گیری و ثبت شوند. برای این آزمون موتور باید در شرایط کارکردی خود نصب شده باشد، و بایستی در کل محدوده دور/فرکانس و بار خود مورد آزمون قرار گیرد. این کار کمک خواهد کرد که در صورت وجود جریان زیاد در شفت بهترین اقدام اصلاحی صورت گیرد. موتورهای بزرگتر (عموما با اندازه فریم ۴۰۰ و بالاتر ) با جریان شفت زیاد احتمالا نیاز به حفاظت اضافی مانند یاتاقان عایق شده، یا نصب رینگهای زمین کننده در هر یاتاقان دارند. یا اینکه از رینگهای با ظرفیت بالاتر (ipro) استفاده کنند.

رینگ زمین کننده شفت در مقایسه با هزینه اولیه خرید موتور و VFD ها هزینه کمی دارد و با در نظر گرفتن زمان وقفه تعمیرات (زمان خواب دستگاه) و هزینه های تعویض موتور این نسبت به شدت کوچکتر می شود. این رینگها را می توان به آسانی نصب کرد و دوام و بقای موتور را تضمین کرد. هر گاه که موتور با یک VFD به کار گرفته می شود بایستی خرید یک رینگ زمین کننده شفت و باقی ملزومات حفاظتی مد نظر قرار گیرد.

از دیگر ملزومات حفاظتی در درایوهای فرکانس متغیر راکتورها هستند که در دو مقاله زیر به تشریح و علل استفاده از آنها پرداخته ایم.

در پایان

در هنگام خرید درایو فرکانس متغیر توجه کنید که این تجهیزات علاوه بر کاهش مصرف انرژی و مزیت های فراوان، می توانند خرابی یاتاقان ها را بار بیاورند! این خرابی عواقبی همچون؛ هزینه تعمیر، توقف و خواب دستگاه را به دنبال دارد. برای رهایی از این عارضه، رینگ زمین کننده شفت موتور که از لوازم جانبی VFD محسوب میشود، گزینه مناسب و مقرون به صرفه ای است. رینگ زمین کننده انواع متنوعی دارد؛ دو بخشی، سخت و پرس شده.

اگر شما نیز تجربه و نظریاتی در این باره دارید، با ما به اشتراک بگذارید.

مرجع؛ vfds.com