Motor listrik memainkan peran penting dalam kehidupan kita sehari-hari – tempat kita tinggal, bekerja, dan bermain.Sederhananya, mereka membuat hampir semua yang bergerak, bergerak.Hampir 70 persen listrik yang dikonsumsi oleh industri digunakan oleh sistem motor listrik.1

Kira-kira 75 persen motor industri yang beroperasi digunakan untuk menjalankan pompa, kipas angin dan kompresor, kategori mesin yang sangat rentan terhadap peningkatan efisiensi besar2.Aplikasi ini sering beroperasi dengan kecepatan konstan, sepanjang waktu, bahkan saat tidak diperlukan.Operasi konstan ini membuang energi dan menghasilkan emisi CO2 yang tidak perlu, tetapi dengan mengontrol kecepatan motor, kita dapat mengurangi konsumsi daya, menghemat energi, dan mengurangi dampak lingkungan.

Salah satu cara untuk mengontrol kecepatan motor adalah melalui penggunaan variable speed drive (VSD), perangkat yang mengatur kecepatan putaran motor listrik dengan memvariasikan frekuensi dan tegangan yang disuplai ke motor.Dengan mengontrol kecepatan motor, penggerak dapat mengurangi konsumsi daya (misalnya, mengurangi kecepatan peralatan putar sebesar 20 persen dapat mengurangi kebutuhan daya input sekitar 50 persen3) dan memberikan peningkatan yang cukup besar dalam kontrol proses dan penghematan biaya operasi yang signifikan selama masa pakai MoAs berguna seperti VSD untuk menghemat energi dalam banyak aplikasi, mereka dapat menyebabkan kegagalan motor dini jika tidak diarde dengan benar.Meskipun ada banyak penyebab kegagalan motor listrik, masalah paling umum saat menggunakan drive adalah kegagalan bantalan yang disebabkan oleh tegangan mode umum.

Kerusakan yang disebabkan oleh tegangan mode umum

Dalam sistem AC tiga fase, tegangan mode umum dapat didefinisikan sebagai ketidakseimbangan yang ada antara tiga fase yang diciptakan oleh daya modulasi lebar pulsa dari drive, atau perbedaan tegangan antara ground sumber daya dan titik netral dari tiga fase. beban fase.Tegangan mode umum yang berfluktuasi ini secara elektrostatik menginduksi tegangan pada poros motor, dan tegangan poros ini dapat dilepaskan melalui belitan atau melalui bantalan.Desain teknik modern, insulasi fase, dan kawat tahan lonjakan inverter dapat membantu melindungi belitan;namun, ketika rotor melihat penumpukan lonjakan tegangan, arus mencari jalur yang paling tidak resistan ke ground.Dalam kasus motor listrik, jalur ini berjalan langsung melalui bantalan.

Karena bantalan motor menggunakan gemuk untuk pelumasan, minyak dalam gemuk membentuk film yang bertindak sebagai dielektrik, yang berarti dapat mentransmisikan gaya listrik tanpa konduksi.Seiring waktu, dielektrik ini rusak.Tanpa sifat insulasi gemuk, tegangan poros akan keluar melalui bantalan, kemudian melalui rumah motor, untuk mencapai ground arde listrik.Pergerakan arus listrik ini menyebabkan busur api pada bantalan, yang biasa disebut dengan electrical discharge machining (EDM).Karena lengkung terus-menerus ini terjadi dari waktu ke waktu, area permukaan dalam perlombaan bantalan menjadi rapuh, dan potongan-potongan kecil logam dapat pecah di dalam bantalan.Akhirnya, bahan yang rusak bekerja di antara bola bantalan dan balapan, menyebabkan efek penggilingan, yang dapat menghasilkan lubang berukuran mikron, yang disebut frosting, atau tonjolan seperti papan cuci di raceway bantalan, yang disebut fluting.

Beberapa motor dapat terus berjalan karena kerusakan semakin parah, tanpa masalah yang nyata.Tanda pertama kerusakan bantalan biasanya adalah suara yang terdengar, karena bola bantalan bergerak di atas area yang berlubang dan buram.Tetapi pada saat kebisingan ini terjadi, kerusakan biasanya menjadi cukup besar sehingga kegagalan akan segera terjadi.

Didasarkan pada pencegahan

Aplikasi industri biasanya tidak mengalami kesulitan bantalan ini pada motor kecepatan variabel, tetapi di beberapa instalasi, seperti bangunan komersial dan penanganan bagasi bandara, landasan yang kuat tidak selalu tersedia.Dalam hal ini, metode lain harus digunakan untuk mengalihkan arus ini dari bantalan.Solusi paling umum adalah menambahkan perangkat pentanahan poros ke salah satu ujung poros motor, terutama dalam aplikasi di mana tegangan mode umum dapat lebih umum.Poros ground pada dasarnya adalah sarana untuk menghubungkan rotor putar motor ke ground ground melalui rangka motor.Menambahkan perangkat pengardean poros ke motor sebelum pemasangan (atau membeli motor yang sudah terpasang sebelumnya) dapat menjadi harga yang kecil untuk dibayar jika dibandingkan dengan label harga biaya perawatan yang terkait dengan penggantian bantalan, belum lagi biaya tinggi untuk waktu henti di fasilitas.

Ada beberapa jenis umum perangkat pentanahan poros di industri saat ini, seperti sikat karbon, sikat serat gaya cincin dan isolator bantalan pentanahan, dan metode lain untuk melindungi bantalan juga tersedia.

Sikat karbon telah digunakan selama lebih dari 100 tahun dan mirip dengan sikat karbon yang digunakan pada komutator motor DC.Sikat pembumian menyediakan sambungan listrik antara bagian yang berputar dan stasioner dari rangkaian listrik motor dan mengalirkan arus dari rotor ke pembumian sehingga muatan tidak menumpuk di rotor ke titik di mana muatan tersebut dilepaskan melalui bantalan.Sikat pembumian menawarkan cara praktis dan ekonomis untuk menyediakan jalur impedansi rendah ke pembumian, terutama untuk motor rangka yang lebih besar;namun, mereka bukannya tanpa kekurangan.Seperti motor DC, sikat dapat aus karena kontak mekanis dengan poros, dan, terlepas dari desain pemegang sikat, rakitan harus diperiksa secara berkala untuk memastikan kontak yang tepat antara sikat dan poros.

Cincin pembumian poros bekerja seperti sikat karbon, tetapi cincin ini mengandung beberapa helai serat konduktif listrik yang disusun di dalam cincin di sekitar poros.Bagian luar cincin, yang biasanya dipasang ke pelat ujung motor, tetap diam, sementara sikat naik di permukaan poros motor, mengarahkan arus melalui sikat dan dengan aman ke tanah.Cincin pembumian poros dapat dipasang di dalam motor, memungkinkannya untuk digunakan pada tugas pencucian dan motor tugas kotor.Namun, tidak ada metode pengardean poros yang sempurna, dan cincin pengardean yang dipasang secara eksternal cenderung mengumpulkan kontaminan pada bulunya, yang dapat mengurangi efektivitasnya.

Isolator bantalan pembumian menggabungkan dua teknologi: pelindung isolasi non-kontak dua bagian yang menggunakan desain labirin untuk mencegah masuknya kontaminan dan rotor logam serta cincin filamen konduktif terisolasi untuk mengalihkan arus poros menjauh dari bantalan.Karena perangkat ini juga mencegah kehilangan dan kontaminasi pelumas, mereka menggantikan segel bantalan standar dan isolator bantalan tradisional.

Cara lain untuk mencegah pelepasan arus melalui bantalan adalah dengan membuat bantalan dari bahan non-konduktor.Pada bantalan keramik, bola berlapis keramik melindungi bantalan dengan mencegah arus poros mengalir melalui bantalan ke motor.Karena tidak ada arus listrik yang mengalir melalui bantalan motor, maka kecil kemungkinan terjadinya keausan akibat arus;namun, arus akan mencari jalur ke tanah, yang berarti akan melalui peralatan yang terpasang.Karena bantalan keramik tidak akan menghilangkan arus dari rotor, hanya aplikasi penggerak langsung tertentu yang direkomendasikan untuk motor dengan bantalan keramik.Kelemahan lainnya adalah biaya untuk jenis bantalan motor ini dan fakta bahwa bantalan biasanya hanya tersedia hingga ukuran 6311.

Pada motor yang lebih besar dari 100 tenaga kuda, umumnya direkomendasikan bahwa bantalan berinsulasi dipasang di ujung berlawanan dari motor tempat perangkat pembumian poros dipasang, terlepas dari gaya pentanahan poros mana yang digunakan.

Tiga tips pemasangan penggerak kecepatan variabel

Tiga pertimbangan bagi teknisi pemeliharaan saat mencoba mengurangi tegangan mode umum dalam aplikasi kecepatan variabel adalah:

1. Pastikan motor (dan sistem motor) diarde dengan benar.
2. Tentukan keseimbangan frekuensi pembawa yang tepat, yang akan meminimalkan tingkat kebisingan serta ketidakseimbangan tegangan.
3. Jika perangkat pengardean poros dianggap perlu, pilih salah satu yang paling sesuai untuk aplikasi tersebut.

Ketika arus bantalan hadir, tidak ada satu ukuran yang cocok untuk semua solusi.Sangat penting bagi pelanggan dan pemasok motor dan penggerak untuk bekerja sama guna mengidentifikasi solusi yang paling tepat untuk aplikasi tertentu.