Prodloužení životnosti elektromotorů
Jak mohou stíněné kabely snížit škodlivé ložiskové proudy.
Při provozu elektromotorů s frekvenčním měničem často dochází k nežádoucím ložiskovým proudům, které mohou výrazně ovlivnit životnost valivých ložisek. Vědci z Technické univerzity v Darmstadtu zkoumali tyto ložiskové proudy a zjistili, že je lze v některých případech snížit pomocí stíněných napájecích kabelů motoru.
Ložiskové proudy jsou nežádoucí proudy, které vznikají při provozu elektromotorů. Protékají přes valivá ložiska, která spojují pohyblivý rotor s pevným statorem motoru. Ložiskové proudy se vyskytují především u pohonů, kde se otáčky mění pomocí frekvenčního měniče a mohou způsobit značné poškození ložisek. Zejména v případech s nevhodnou koncepcí uzemnění mohou vznikat ložiskové proudy s vysokou proudovou hustotou, které roztaví nebo dokonce odpaří kov v ložiskovém kroužku. Výsledkem jsou krátery a tzv. rýhy ve valivém ložisku, které se projevují zvýšenými vibracemi a ještě rychlejším opotřebením. Výsledkem je, že ložisko často selže jen několik měsíců po instalaci.
Existují čtyři druhy ložiskových proudů, z nichž je každý ovlivněn různými faktory a má různou míru vlivu:
- Kapacitní ložiskové proudy jsou způsobeny napětím napříč ložiskem, které mění a kompenzuje tok proudů. Obvykle jsou příliš malé na to,aby byly škodlivé.
- Výbojové ložiskové proudy (EDM) jsou pulzní výbojové proudy. Mohou nastat, pokud se napětí v ložisku přes mazací film zvýší, dokud není elektricky přerušeno.
- Vířivé ložiskové proudy jsou vířivé proudy v elektrickém stroji. To je způsobeno vysokofrekvenčním magnetickým prstencovým tokem kolem hřídele, který indukuje napětí podél hřídele.
- Ložiskové proudy mezi rotorem a zemí se mohou objevit, pokud je rotor elektrického pohonu dodatečně uzemněn přes převodovku nebo jiné zařízení a jeho zemní impedance je nižší než impedance statoru. Proud teče proporcionálně ze skříně motoru přes ložiska do hřídele a přes připojení uzemnění rotoru.
Nicméně vhodnou konstrukcí ložiska, použitím hybridních nebo keramických ložisek a také kartáčů, filtrů a zemnících kroužků, mají konstruktéři určité možnosti, jak tyto nežádoucí proudy snížit a vyvarovat se jim.
ROZDÍL JE VE STÍNĚNÍ
Rozhodujícím kritériem je výběr správného motorového kabelu – to byl výsledek studie Institutu pro přeměnu elektrické energie na Technické univerzitě v Darmstadtu, provedené ve spolupráci se společností HELUKABEL. Vědci porovnávali v několika testovacích nastaveních vyskytující se ložiskové proudy pro typy kabelů se stíněním a bez něj. Při tom zjistili, že zejména ložiskové proudy mezi rotorem a zemí lze výrazně snížit použitím stíněných kabelů.
Stíněné kabely představují jednoduchý a účinný způsob ochrany valivých ložisek před předčasným opotřebením a selháním. Další výhoda: jejich stínění také zabraňuje nežádoucímu elektrickému vyzařování na ostatní zařízení a přispívá tak k elektromagnetické kompatibilitě (EMC) celého systému.
Tým z Technické univerzity v Darmstadtu při svých testech použil motorové kabely společnosti HELUKABEL typu TOPFLEX-EMV-UV-3 PLUS 2YSLCYK-J. Tento dvojitě stíněný kabel je určen pro bezporuchový provoz frekvenčních měničů. Navíc je odolný vůči UV záření a povětrnostním vlivům, a proto je vhodný pro venkovní použití. Společnost HELUKABEL nabízí svou řadu TOPFLEX v mnoha verzích podle různých požadavků – a má rozsáhlou řadu servo kabelů a snímačových kabelů pro průmysl a strojírenství.
