Wat is elektrische ontlading via lagers?
As- en lagerstromen worden beschreven als asspanningen, circulatiespanningen, circulatiestromen en lagerstromen.
Asspanning wordt pas een probleem als het leidt tot lagerstroom en daaruit voortvloeiende schade aan de motorlagers. Als deze spanning, aangeduid als "common mode voltage" of "asspanning", zich opbouwt tot een voldoende niveau, kan deze via de smeerfilm op de lagers naar de aarde worden afgevoerd. Stroom die op deze manier via de motorlagers naar de aarde stroomt, wordt "lagerstroom" genoemd.
Hoe beschadigt het onze motoren?
Wanneer een elektrische stroom door een wentellager gaat, vinden er elektrische ontladingen plaats door het smeermiddel tussen de loopbanen van de binnen- en buitenring en de wentelelementen. De hitte, die door de ontlading wordt gegenereerd, veroorzaakt lokaal smelten van het metalen oppervlak van het lager. Er ontstaan kraters en deeltjes gesmolten materiaal worden overgebracht en breken gedeeltelijk los.
Dit type schade verkort de levensduur van lagers, die normaal gesproken 6 tot 10 jaar mee zou moeten gaan, tot slechts 4 maanden.
Hoe ziet het eruit?
Waarom gebeurt dit?
De basisoorzaken en bronnen van lagerstromen zijn:
- Magnetische asymmetrie in de motor.
- Asymmetrische, niet-afgeschermde bekabeling (slechte bekabeling).
- Elektrostatische ontladingen.
- Capacitieve koppeling tussen stator en rotor wanneer de motor wordt gevoed door een VFD.
- Het genereren van een common mode spanning die het neutrale potentiaal van de driefasewikkeling aanzienlijk boven het aardpotentiaal verhoogt, wat resulteert in ontladingen van de as naar de aarde, waarbij het stroompad door een of beide lagers naar de aarde loopt.
Kan het met trillingsanalyse worden geïdentificeerd?
Ja, dat kan!
Een spectrum met hoge resolutie van het 2 - 4 kHz bereik kan duiden op een abnormaal hoge energieband die een heuvelachtige vorm heeft, aangezien de amplitude geleidelijk toeneemt tot een afgeronde piek en vervolgens afneemt. Naarmate de storing in de loop van de tijd vordert, worden trillingsniveaus bij de lagerstoringsfrequenties duidelijk.
In het Augury-spectrum zie je duidelijk de pieken in het versnellings- en omhullende gebied en daarna in het snelheidsdomein.
Wat kan er gedaan worden om de effecten te verminderen?
- As-aardingsborstelskan de lagerstromen als gevolg van magnetische asymmetrie en elektrostatische ontladingen verminderen, maar niet elimineren
- Beide lagers isolerenis een methode om de effecten van capacitieve koppeling te verminderen (het beste is om de binnenring te isoleren).
- Het verlagen van de schakelfrequentievan de VFD kan leiden tot lagere lagerstromen.
- Isoleren van de behuizingis een methode om lagerisolatie te bieden. Hoe dikker de behuizingisolatie, hoe lager de capaciteit.
Download hieronder een PDF van dit artikel
