De ce are loc curentul de arbore în motoarele de linie-acționate în frecvență

Cele două premise fundamentale pentru generarea curentului sunt tensiunea și un circuit închis. Curentul arborelui se poate forma numai atunci când tensiunea arborelui există lângă o cale conductivă închisă. Atunci de ce apare tensiunea arborelui în motoarele care funcționează la frecvența de putere industrială? Două mecanisme rădăcină generează tensiunea arborelui în mașinile rotative: fluxul magnetic alternativ și acumularea de sarcină statică.

Tensiunea arborelui indusă de fluxul magnetic alternativ este continuă și periodică. În condiții normale de funcționare, rotorul motorului se rotește într-un câmp magnetic alternativ simetric sinusoidal. Forța electromotoare alternativă (EMF) indusă pe măsură ce rotorul întrerupe fluxul magnetic generează curenți alternativi echilibrați, astfel încât nu există o tensiune asimetrică între cele două capete ale arborelui rotorului în scenariile ideale. Cu toate acestea, reluctanța magnetică neuniformă distribuită circumferențial de-a lungul miezului statorului creează EMF alternantă dezechilibrată, care, la rândul său, produce tensiune direcționată axial pe arbore. În schimb, tensiunea arborelui care provine de la sarcina statică este intermitentă și ne-periodică. În timpul funcționării motorului, frecarea dintre sarcinile fluidului de proces și componentele rotative generează sarcină statică pe ansamblul rotorului; acumularea continuă de sarcină dezvoltă ulterior tensiunea arborelui.

Pentru motoarele de curent alternativ medii și mari, odată ce se formează o buclă închisă conductivă peste tensiunea arborelui rotorului,curent de arboreva apărea, prezentând caracteristica tipică de joasă tensiune cu curent ridicat. Arborele și bucșele lagărelor sunt separate prin ulei lubrifiant, cu rulmenți motor sprijiniți pe o peliculă de ulei. Având în vedere magnitudinea relativ scăzută a tensiunii arborelui, pelicula de ulei izolatoare rămâne în general intactă fără a se defecta.

În timpul-rotorului cu viteză mare de rotație, lubrifiantul de calitate inferioară sau alimentarea insuficientă cu ulei se rupe și descompune pelicula de ulei, punând arborele și bucșa rulmentului în contact metalic direct. Un circuit închis se formează instantaneu peste tensiunea arborelui, declanșând o întrerupere de tensiune joasă-. Curentul rezultat al arborelui atinge câteva sute sau chiar mii de amperi instantaneu, suficient pentru a arde fusul arborelui și bucșele lagărelor.

Sarcina statică generată de frecarea operațională se acumulează progresiv pe arbore, ridicând continuu potențialul arborelui pe măsură ce se încarcă. Descărcarea are loc imediat dacă arborele rotativ intră în contact cu orice componentă externă staționară. Dacă arborele rămâne izolat de părțile ne-rotative, sarcina statică continuă să se acumuleze până când se dezvoltă o tensiune excesiv de ridicată. Odată ce această tensiune depășește rezistența dielectrică a filmului de ulei al rulmenților, are loc și produce o descărcare rapidăcurent de arbore.

Acest curent circulă printr-o buclă închisă compusă din arbore rotativ, inel interior al rulmentului, inel exterior al rulmentului și carcasă al rulmentului. Cel mai evident semn de defecțiune este coroziunea circulară minusculă, adâncă, pe suprafața mașinii și cursa interioară a rulmentului, cauzată de descărcarea arcului electric. O astfel de găurire destabilizaază formarea și integritatea peliculei de ulei și distruge potrivirea precisă între arbore și rulment, făcând rulmentul inoperabil. În cazurile severe, se formează arcuri electrice intense la suprafețele de contact ale pivotului arborelui și bucșelor de lagăr din cauzacurent de arbore, deteriorând grav aceste componente. Acest lucru duce la vibrații excesive ale motorului și la zgomot anormal, făcând în cele din urmă motorul să nu poată funcționa normal.