تلعب المحركات الكهربائية دورًا حيويًا في حياتنا اليومية - حيث نعيش ونعمل ونلعب.ببساطة ، إنهم يصنعون كل شيء يتحرك ، يتحرك.تستخدم أنظمة المحركات الكهربائية ما يقرب من 70 في المائة من الكهرباء التي تستهلكها الصناعة

يتم استخدام ما يقرب من 75 في المائة من المحركات الصناعية قيد التشغيل لتشغيل المضخات والمراوح والضواغط ، وهي فئة من الآلات شديدة التأثر بتحسينات الكفاءة الرئيسية 2.غالبًا ما تعمل هذه التطبيقات بسرعة ثابتة ، طوال الوقت ، حتى عند عدم الحاجة إليها.هذه العملية المستمرة تهدر الطاقة وتنتج انبعاثات غير ضرورية لثاني أكسيد الكربون ، ولكن من خلال التحكم في سرعة المحرك ، يمكننا تقليل استهلاك الطاقة وتوفير الطاقة وتقليل التأثير البيئي.

تتمثل إحدى طرق التحكم في سرعة المحرك في استخدام محرك متغير السرعة (VSD) ، وهو جهاز ينظم سرعة دوران المحرك الكهربائي عن طريق تغيير التردد والجهد المقدم للمحرك.من خلال التحكم في سرعة المحرك ، يمكن لمحرك الأقراص أن يقلل من استهلاك الطاقة (على سبيل المثال ، تقليل سرعة المعدات الدوارة بنسبة 20 بالمائة يمكن أن يقلل من متطلبات طاقة الإدخال بحوالي 50 بالمائة 3) ويوفر تحسينًا كبيرًا في التحكم في العملية والتكلفة الكبيرة لتوفير التشغيل على مدار العمر من moAs مفيدة مثل VSDs لتوفير الطاقة في العديد من التطبيقات ، يمكن أن تتسبب في حدوث عطل سابق لأوانه في المحرك إذا لم يتم تأريضها بشكل صحيح.في حين أن هناك العديد من الأسباب المختلفة لفشل المحرك الكهربائي ، فإن المشكلة الأكثر شيوعًا عند استخدام محرك الأقراص هي فشل التحمل الناجم عن جهد الوضع الشائع.

الضرر الناجم عن جهد الوضع الشائع

في نظام التيار المتردد ثلاثي الطور ، يمكن تعريف جهد الوضع المشترك على أنه عدم التوازن الموجود بين المراحل الثلاث التي تم إنشاؤها بواسطة عرض النبضة المعدلة للقدرة للمحرك ، أو فرق الجهد بين مصدر الطاقة الأرضي والنقطة المحايدة للثلاثة تحميل المرحلة.هذا الجهد المتذبذب للوضع الشائع يحث كهربائيًا على الجهد على عمود المحرك ، ويمكن أن يتم تفريغ جهد العمود هذا من خلال اللفات أو من خلال المحامل.يمكن أن تساعد التصميمات الهندسية الحديثة وعزل الطور والأسلاك المقاومة لارتفاع العاكس في حماية اللفات ؛ومع ذلك ، عندما يرى الدوار تراكمًا لطفرات الجهد ، يبحث التيار عن المسار الأقل مقاومة للأرض.في حالة وجود محرك كهربائي ، يمر هذا المسار مباشرة عبر المحامل.

نظرًا لأن محامل المحرك تستخدم الشحوم للتزييت ، فإن الزيت الموجود في الشحوم يشكل طبقة تعمل كعزل كهربائي ، مما يعني أنه يمكن أن ينقل القوى الكهربائية دون توصيل.بمرور الوقت ، ينهار هذا العازل.بدون خصائص العزل للشحوم ، سوف يتم تفريغ جهد العمود من خلال المحامل ، ثم من خلال غلاف المحرك ، لتحقيق التأريض الكهربائي.تؤدي حركة التيار الكهربائي هذه إلى حدوث انحناء في المحامل ، ويشار إليها عادةً باسم معالجة التفريغ الكهربائي (EDM).نظرًا لأن هذا الانحناء المستمر يحدث بمرور الوقت ، تصبح مناطق السطح في سباق المحمل هشة ، ويمكن أن تنكسر قطع صغيرة من المعدن داخل المحمل.في نهاية المطاف ، تشق المواد التالفة طريقها بين كرات المحمل والأجناس ، مما يتسبب في تأثير الطحن ، والذي يمكن أن ينتج تأليب بحجم الميكرون ، يسمى صقيع ، أو حواف تشبه لوح الغسيل في مجرى تحمل المحمل ، تسمى الفلوت.

يمكن أن تستمر بعض المحركات في العمل حيث يزداد الضرر سوءًا بشكل تدريجي ، دون أي مشاكل ملحوظة.عادةً ما تكون أول علامة على تلف المحمل عبارة عن ضوضاء مسموعة ، وذلك بسبب تحرك كرات المحمل فوق المناطق المحفورة والمتجمدة.ولكن بحلول الوقت الذي تحدث فيه هذه الضوضاء ، يصبح الضرر عادةً كبيرًا بدرجة كافية بحيث يصبح الفشل وشيكًا.

ترتكز على الوقاية

لا تواجه التطبيقات الصناعية عادةً هذه الصعوبات في التحمل على المحركات متغيرة السرعة ، ولكن في بعض التركيبات ، مثل المباني التجارية ومناولة الأمتعة في المطارات ، لا يتوفر التأريض القوي دائمًا.في هذه الحالات ، يجب استخدام طريقة أخرى لتحويل هذا التيار بعيدًا عن المحامل.الحل الأكثر شيوعًا هو إضافة جهاز تأريض عمود الدوران إلى أحد طرفي عمود المحرك ، خاصة في التطبيقات التي يمكن أن يكون فيها جهد الوضع الشائع أكثر انتشارًا.إن أرضية العمود هي في الأساس وسيلة لتوصيل الدوار الدوار للمحرك بأرض الأرض عبر إطار المحرك.يمكن أن تكون إضافة جهاز تأريض العمود إلى المحرك قبل التثبيت (أو شراء محرك مثبت عليه واحدًا مسبقًا) سعرًا صغيرًا يجب دفعه عند مقارنته بسعر تكاليف الصيانة المرتبطة باستبدال المحمل ، ناهيك عن ارتفاع تكاليف التوقف في المنشأة.

هناك عدة أنواع شائعة من أجهزة تأريض العمود في الصناعة اليوم ، مثل فرش الكربون ، وفرش الألياف ذات الشكل الدائري وعوازل محامل التأريض ، كما تتوفر طرق أخرى لحماية المحامل.

تم استخدام فرش الكربون لأكثر من 100 عام وهي تشبه الفرش الكربونية المستخدمة في مبدلات محرك التيار المستمر.توفر فرش التأريض التوصيل الكهربائي بين الأجزاء الدوارة والثابتة للدائرة الكهربائية للمحرك وتأخذ التيار من الدوار إلى الأرض بحيث لا تتراكم الشحنة على الدوار إلى النقطة التي يتم فيها تفريغها من خلال المحامل.توفر فرش التأريض وسيلة عملية واقتصادية لتوفير مسار منخفض المقاومة للأرض ، خاصة لمحركات الإطار الأكبر ؛ومع ذلك ، فهي لا تخلو من عيوبها.كما هو الحال مع محركات التيار المستمر ، فإن الفرشاة عرضة للتآكل بسبب التلامس الميكانيكي مع العمود ، وبغض النظر عن تصميم حامل الفرشاة ، يجب فحص التجميع بشكل دوري لضمان الاتصال المناسب بين الفرشاة والعمود.

تعمل حلقات تأريض العمود مثل فرشاة الكربون ، لكنها تحتوي على خيوط متعددة من الألياف الموصلة للكهرباء مرتبة داخل حلقة حول العمود.يظل الجزء الخارجي من الحلقة ، والذي يتم تثبيته عادةً على اللوحة الطرفية للمحرك ، ثابتًا ، بينما تركب الفرشاة على سطح عمود المحرك ، وتوجه التيار عبر الفرشاة وبأمان إلى الأرض.يمكن تركيب حلقات تأريض العمود داخل المحرك ، مما يسمح باستخدامها في مهام الغسل والمحركات المتسخة.لا تعتبر طريقة تأريض العمود مثالية ، ومع ذلك ، تميل حلقات التأريض المركبة خارجيًا إلى جمع الملوثات على شعيراتها ، مما قد يقلل من فعاليتها.

تجمع عوازل محمل التأريض بين تقنيتين: درع عزل مكون من جزأين غير ملامس يستخدم تصميم متاهة لمنع دخول الملوثات ودوار معدني وحلقة خيوط موصلة معزولة لتحويل تيارات العمود بعيدًا عن المحامل.نظرًا لأن هذه الأجهزة تمنع أيضًا فقد مادة التشحيم والتلوث ، فإنها تحل محل أختام المحامل القياسية وعوازل المحامل التقليدية.

هناك طريقة أخرى لمنع تفريغ التيار عبر المحامل وهي تصنيع المحامل من مادة غير موصلة.في محامل السيراميك ، تحمي الكرات المطلية بالسيراميك المحامل عن طريق منع تيار العمود من التدفق عبر المحامل إلى المحرك.نظرًا لعدم وجود تيار كهربائي يتدفق عبر محامل المحرك ، فهناك فرصة ضئيلة للتآكل الناجم عن التيار ؛ومع ذلك ، فإن التيار سيبحث عن مسار إلى الأرض ، مما يعني أنه سيمر عبر المعدات المرفقة.نظرًا لأن محامل السيراميك لن تزيل التيار من الدوار ، يوصى فقط باستخدام تطبيقات محددة للدفع المباشر للمحركات ذات المحامل المصنوعة من السيراميك.العيوب الأخرى هي تكلفة هذا النمط من محمل المحرك وحقيقة أن المحامل عادة ما تكون متاحة فقط حتى حجم 6311.

في المحركات التي يزيد حجمها عن 100 حصان ، يوصى عمومًا بتركيب محمل معزول على الطرف المقابل للمحرك الذي تم تثبيت جهاز تأريض العمود عليه ، بغض النظر عن نمط تأريض العمود المستخدم.

ثلاث نصائح متغيرة السرعة لتثبيت محرك الأقراص

ثلاثة اعتبارات لمهندس الصيانة عند محاولة تقليل جهد الوضع العام في تطبيقات السرعة المتغيرة هي:

1. تأكد من تأريض المحرك (ونظام المحرك) بشكل صحيح.
2. تحديد توازن تردد الموجة الحاملة المناسب ، والذي سيقلل من مستويات الضوضاء وكذلك عدم توازن الجهد.
3. إذا تم اعتبار جهاز تأريض العمود ضروريًا ، فحدد الجهاز الذي يعمل بشكل أفضل مع التطبيق.

عند وجود تيار محمل ، لا يوجد حجم واحد يناسب جميع الحلول.من الضروري أن يعمل العميل ومورد المحركات والقيادة معًا لتحديد الحل الأنسب للتطبيق المحدد.