Wellenstrom ist ein wesentlicher Qualitätskiller bei Motoren mit variabler Frequenz und großen Motoren.Hochspannungsmotorenund Generatoren, und es ist äußerst schädlich für das Motorlagersystem. Es gibt zahlreiche Fälle von Lagerausfällen aufgrund unzureichender Maßnahmen zur Wellenstrombegrenzung.
Wellenströme zeichnen sich durch niedrige Spannung und hohe Stromstärke aus, wodurch Schäden am Lagersystem kaum zu vermeiden sind. Sie entstehen durch Wellenspannung und einen geschlossenen Stromkreis. Zur Behebung des Problems gibt es zwei Möglichkeiten: die Wellenspannung zu eliminieren oder den Stromkreis zu unterbrechen.
Magnetische Unwucht, Wechselrichterstromversorgung, elektrostatische Induktion, statische Aufladung und Störungen durch externe Stromversorgungen können Wellenspannungen erzeugen. Die Amplitude dieser Wellenspannung ist im Allgemeinen gering, erreicht sie jedoch einen bestimmten Wert, durchbricht sie den Schmierfilm des Lagers und bildet einen geschlossenen Stromkreis auf der Lageroberfläche. Der hohe Wellenstrom führt innerhalb kürzester Zeit zu einem Lagerbrand durch Überhitzung. Ein durch Wellenstrom verursachter Lagerbrand hinterlässt eine wellenförmige Markierung auf der Außenfläche des Lagerinnenrings.
Um Wellenströme zu vermeiden, müssen im Konstruktions- und Fertigungsprozess des Motors entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. die Anbringung von Isolationsmaßnahmen an der Endabdeckung und der Lagerbuchse. Bei kleinen Produkten können Isolierlager verwendet und Streukohlebürsten nachgerüstet werden. Aus Anwendersicht ist die Trennung der Komponenten eine einmalige Lösung, während eine Umleitung den Austausch der Kohlebürsten erforderlich machen kann. Das Kohlebürstensystem sollte zumindest während der Wartungsintervalle des Motors keine Probleme verursachen.
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Isolierte Lager
Die Abmessungen und die Tragfähigkeit von isolierten Lagern entsprechen denen von herkömmlichen Flanschlagern. Der Unterschied besteht darin, dass isolierte Lager den Stromfluss sehr gut unterbinden. Sie verhindern Schäden durch elektrische Korrosion und eignen sich daher besser für Motoren, um einen zuverlässigeren Betrieb als mit herkömmlichen Lagern zu gewährleisten. Isolierte Lager verhindern die elektrochemische Korrosion durch induzierten Strom und schützen so Schmierfett, Wälzkörper und Laufbahnen vor Schäden.
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Warum erzeugt das Wechselrichter-Netzteil eine Wellenspannung?
Wird der Motor mit einem Wechselrichter betrieben, enthält die Versorgungsspannung Oberwellen höherer Ordnung, die eine elektromagnetische Induktion zwischen den Enden der Statorwicklung, dem Verdrahtungsbereich und der rotierenden Welle verursachen und dadurch eine Wellenspannung erzeugen.
Die Statorwicklung desAsynchronmotorDie Statorwicklung ist in den Statorkernnuten eingebettet. Zwischen den Windungen der Statorwicklung sowie zwischen der Statorwicklung und dem Motorgehäuse befinden sich verteilte Kapazitäten. Beim Betrieb des Frequenzumrichters mit hoher Trägerfrequenz ändert sich die Gleichtaktspannung des Wechselrichters sprunghaft. Dies führt zu einem Leckstrom vom Motorgehäuse zur Erdung über die verteilten Kapazitäten der Motorwicklung. Dieser Leckstrom kann zwei Arten von elektromagnetischen Störungen verursachen: radioaktive und leitfähige. Aufgrund der Unsymmetrie des magnetischen Kreises des Motors sind elektrostatische Induktion und Gleichtaktspannung die Ursachen für Wellenspannung und Wellenstrom.
Veröffentlichungsdatum: 13. August 2024