Wie verhindert man Lagerrillen in VFD-Motoren mit Wellenerdungsringen?

Schnelle Antwort

Lagerrillen sind ein charakteristisches Muster aus gleichmäßig verteilten Rillen, die auf der Laufbahn von Motorlagern erscheinen. Sie wird häufig durch eine elektrische Entladung der Wellenspannung in VFD-angetriebenen Motoren verursacht. Wiederholte elektrische Funken im Lager beschädigen nach und nach die Oberfläche, was zu Vibrationen, Lärm und vorzeitigem Ausfall führt.

Vergleich elektrischer Entladungspfade in VFD-angetriebenen Motoren. Ein Wellenerdungsring leitet schädliche Streuströme (grüner Pfad) zum Motorgehäuse um und verhindert so die elektrische Entladung (roter Pfad), die zu Lagerriffeln und vorzeitigem Ausfall führt.

Erkennen der Anzeichen eines elektrischen Lagerschadens

Wenn ein Motorlager ausfällt, untersuchen Ingenieure häufig die internen Komponenten, um die Ursache zu ermitteln. Eines der bekanntesten Schadensmuster sind Lagerrillen. Anstelle einer glatten Laufbahnoberfläche weist das Lager eine Reihe gleichmäßig verteilter Rillen auf, die einem Waschbrettmuster ähneln. Schäden dieser Art werden selten allein durch mechanischen Verschleiß verursacht. In vielen Fällen deutet dies auf einen elektrischen Entladungsschaden hin.

Warum es bei VFD-Motoren zu Wellenbildung kommt

Mit Frequenzumrichtern betriebene Motoren arbeiten unter elektrischen Bedingungen, die sich von denen herkömmlicher netzgespeister Motoren unterscheiden. VFDs regeln die Motorgeschwindigkeit mithilfe von Hochfrequenzschaltungen. Dieses Schalten erzeugt elektrische Effekte wie Gleichtaktspannung und Wellenspannung. Wenn sich die Welle dreht, baut sich Spannung zwischen der Welle und dem Motorgehäuse auf.

Sobald die Spannung die Isolationsfestigkeit des Schmierfilms im Lager übersteigt, entlädt sich der Strom über die Lagerkomponenten.

Von elektrischen Funken bis hin zu Oberflächenschäden

Bei jeder Entladung entsteht ein winziger Funke, der einen kleinen Teil der Metalloberfläche lokal zum Schmelzen bringt. Obwohl ein einzelner Funke fast keine sichtbaren Schäden verursacht, bilden sich bei wiederholten Entladungen nach und nach mikroskopisch kleine Krater. Wenn die Wälzkörper diese Bereiche wiederholt überqueren, ordnet sich der Schaden in regelmäßigen Mustern entlang der Laufbahn an. Mit der Zeit entwickelt das Lager die charakteristischen Rillen.

Diese Rillen verursachen Betriebsprobleme wie:

• Erhöhte Vibration

• Hörbares Lagergeräusch

• Reduzierte Lagerlebensdauer

• Instabiler Motorbetrieb

Sobald sich Riffelungen entwickeln, beschleunigt sich der Verschleiß des Lagers schnell.

Warum ein Lageraustausch allein scheitert

Viele Wartungsteams tauschen das beschädigte Lager aus und gehen davon aus, dass das Problem verschwindet. Wenn die zugrunde liegenden elektrischen Bedingungen unverändert bleiben, erfährt das neue Lager leider die gleiche elektrische Entladung. Dadurch kommt es häufig schon nach relativ kurzer Betriebszeit wieder zu Riffelungen.

Verhinderung von Riffelung mit Wellenerdungsring

Ein Wellenerdungsring verhindert Riffelungen, indem er den Entladungsweg durch das Lager eliminiert. Der Wellenerdungsring sorgt für einen widerstandsarmen Pfad zwischen der rotierenden Welle und dem Motorgehäuse. Elektrischer Streustrom fließt durch diesen Pfad statt durch das Lager. Durch die sichere Umleitung des elektrischen Stroms werden die Bedingungen, die zu Riffelungen führen, beseitigt.

FAQ

1. Werden Riffelungen immer durch elektrischen Strom verursacht?
Die meisten Riffelungen in VFD-Motoren sind mit elektrischer Entladung verbunden, obwohl mechanische Vibrationen manchmal ähnliche Muster erzeugen können.

2.Wie können Ingenieure Schäden an elektrischen Lagern bestätigen?
Die Inspektion der Laufbahnoberfläche und die Messung der Wellenspannung sind gängige Diagnosemethoden.

3.Wie kann Fluting verhindert werden?
Durch den Einbau eines Wellenerdungsrings oder einer anderen Erdungslösung kann eine elektrische Entladung durch das Lager verhindert werden.