Động cơ điện sử dụng với bộ truyền động tần số thay đổi (VFD) có nguy cơ bị hỏng ổ trục do dòng điện tích tụ trong rôto phóng điện qua trục, làm hỏng bề mặt bôi trơn và ổ trục, đồng thời tạo ra rung động có hại mà cuối cùng dẫn đến hỏng ổ trục. Điều này làm giảm tuổi thọ tổng thể của động cơ, ảnh hưởng đáng kể đến năng suất và phát sinh chi phí sửa chữa thiết bị và thời gian ngừng hoạt động đáng kể.

Nguồn điện xoay chiều

Động cơ cảm ứng điện ba pha hoạt động bằng nguồn điện bao gồm ba đầu vào dòng điện xoay chiều (AC) cách nhau 1/3 pha. Khi các dòng điện xoay chiều này là sóng hình sin hoàn hảo (đó là trường hợp nguồn điện được lấy trực tiếp từ lưới điện), tổng điện áp của ba đầu vào này, được gọi là 'điện áp chế độ chung', vẫn ở mức 0 và dòng điện không tích tụ trong rôto của động cơ.

Sử dụng VFD với động cơ điện

Một trong những phương pháp điều khiển tốc độ phổ biến và hữu ích nhất cho động cơ cảm ứng ba pha là sử dụng bộ truyền động biến tần (VFD). Thiết bị này cho phép kiểm soát tốt tốc độ và mô-men xoắn của động cơ bằng cách điều chỉnh tần số và điện áp của nguồn điện. Để thực hiện điều này, VFD thường chuyển đổi nguồn điện từ AC sang DC và sau đó gửi xung DC để mô phỏng sóng hình sin. Tuy nhiên, do những hạn chế cố hữu trong cách hoạt động của VFD, đầu ra không hoàn hảo và điện áp ở chế độ chung dao động giữa giá trị âm và dương.

Khớp nối điện dung và rãnh mang

Điện áp ở chế độ chung tạo ra dòng điện trong rôto quay của động cơ do hiệu ứng được gọi là khớp nối điện dung. Bởi vì trục của động cơ được cách điện với mặt đất bằng chất bôi trơn ổ trục, dòng điện có thể tích tụ trong trục giống như một cục pin cho đến khi nó đủ mạnh để phóng điện qua chất bôi trơn trong vòng bi và dẫn tới mặt đất. Khi điều này xảy ra, nó sẽ tạo ra vết lõm, đó là khi tia lửa nóng làm tan chảy một khu vực nhỏ trên bề mặt ổ trục và làm biến dạng nó. Điều này dẫn đến rung động, tạo ra hư hỏng cho các rãnh vòng bi được gọi là rãnh vòng bi, làm giảm hiệu quả cách điện của chất bôi trơn và làm trầm trọng thêm vấn đề. Cuối cùng, hư hỏng trở nên nghiêm trọng đến mức ổ trục bị hỏng hoàn toàn và cần phải sửa chữa tốn kém.

Đây là hình ảnh của rãnh mang trông như thế nào:

Cách ngăn ngừa hư hỏng ổ trục do VFD gây ra

Vậy, làm thế nào để bạn ngăn VFD của mình khỏi làm hỏng ổ trục động cơ và gây ra thời gian chết? Có hai cách chính để ngăn ngừa hư hỏng ổ trục do VFD gây ra. Cách đầu tiên là cung cấp một cách để dòng điện trong trục tiếp đất mà không đi qua ổ trục, được thực hiện bằng chổi hoặc vòng tiếp địa. Cách thứ hai liên quan đến việc lắp ổ trục cách điện đặc biệt cho động cơ để ngăn dòng điện có hại đi qua.

Các cách bảo vệ trục động cơ khỏi điện áp trục

Bộ bảo vệ vòng bi Helwig Carbon (chổi than nối đất)

Bộ bảo vệ vòng bi Helwig Carbon phù hợp sử dụng cho các động cơ sử dụng VFD. Chúng vừa vặn quanh trục của động cơ điện và kéo dài tuổi thọ của chúng bằng cách chuyển hướng dòng điện trục một cách an toàn đến đất điện. Sử dụng Công nghệ chổi than chì bạc độc quyền, chống mài mòn, luôn tiếp xúc liên tục với trục quay và cho phép dòng điện chạy qua, giúp ổ trục an toàn và động cơ chạy trơn tru.

Vòng bi cách điện

Một lựa chọn khác, hoặc kết hợp với vòng tiếp địa, Vòng bi cách điện được thiết kế đặc biệt để ngăn dòng điện trục chạy qua, ngăn ngừa hư hỏng vòng bi và kéo dài tuổi thọ của động cơ. Chúng có hai loại: phủ gốm và gốm/kim loại lai.

Vòng bi phủ gốm có lớp phủ gốm oxit cứng, chống mài mòn, mang lại đặc tính cách điện tuyệt vời trong khi vẫn giữ được độ dẫn nhiệt tốt, điều này rất quan trọng để ngăn ngừa sự tích tụ nhiệt trong vòng bi. Có nhiều loại lớp phủ khác nhau với các đặc tính khác nhau để phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.

Vòng bi lai có các thành phần lăn bằng gốm và rãnh thép, giúp chúng có thể chạy ở tốc độ cao hơn với ít ma sát hơn so với vòng bi phủ gốm. Chúng vẫn giữ được đặc tính cách điện tuyệt vời và tiết kiệm chi phí hơn so với vòng bi phủ gốm cho các ứng dụng nhỏ hơn.

Dưới đây là hình ảnh của vòng bi cách điện và không cách điện:

Các triệu chứng của lỗi ổ trục động cơ

Ổ trục của bạn có thể bắt đầu hỏng - hoặc gần hỏng hoàn toàn - nếu bạn nhận thấy bất kỳ triệu chứng nào sau đây trong khi động cơ đang hoạt động:

• Động cơ ồn ào
• Thân động cơ nóng hơn
• Ổ trục rung

Nếu ổ trục của bạn bị hỏng, bạn sẽ muốn thay thế chúng càng sớm càng tốt để ngăn ngừa hư hỏng thêm cho động cơ. Khi ổ trục bị hỏng, động cơ sẽ kém hiệu quả hơn và cuối cùng sẽ hỏng. Đối với các động cơ lớn hơn, việc thay thế ổ trục có chi phí tương đối thấp so với việc thay thế toàn bộ động cơ.

VFD tạo ra dòng điện trục trong động cơ điện có thể làm hỏng ổ trục, ảnh hưởng đến năng suất và làm tăng chi phí vận hành. Bằng cách lắp Bộ bảo vệ Helwig Carbon hoặc Vòng bi cách điện. Bạn có thể hưởng lợi từ tuổi thọ dịch vụ đầy đủ của động cơ điện và duy trì hiệu suất cao nhất của thiết bị. Hiện chổi than nối đất - Helwig Carbon được Kỹ Thuật Năng Lượng phân phối tại thị trường Việt Nam, liên hệ ngay với chúng tôi theo hotline 0902 477 357 để được tư vấn nhanh chóng