Zakaj se tok gredi pojavlja v-frekvenčno delujočih motorjih

Dva temeljna pogoja za ustvarjanje toka sta napetost in zaprt tokokrog. Tok gredi lahko nastane le, če napetost gredi obstaja ob zaprti prevodni poti. Zakaj se potem pojavi napetost gredi v motorjih, ki delujejo na industrijski frekvenci? Dva koreninska mehanizma ustvarjata napetost gredi v vrtečih se strojih: izmenični magnetni tok in kopičenje statičnega naboja.

Napetost gredi, ki jo povzroča izmenični magnetni tok, je zvezna in periodična. V normalnih delovnih pogojih se rotor motorja vrti v simetričnem sinusnem izmeničnem magnetnem polju. Izmenična elektromotorna sila (EMF), inducirana, ko rotor reže magnetni tok, ustvarja uravnotežene izmenične tokove, tako da med obema koncema gredi rotorja v idealnih scenarijih ne obstaja asimetrična napetost. Vendar pa neenakomerna magnetna upornost, porazdeljena po obodu vzdolž jedra statorja, ustvarja neuravnotežen izmenični EMF, ki posledično proizvaja aksialno usmerjeno napetost gredi. V nasprotju s tem je napetost gredi, ki izhaja iz statičnega naboja, intermitentna in ne-periodična. Med delovanjem motorja trenje med obremenitvami procesne tekočine in vrtečimi se komponentami ustvari statični naboj na sklopu rotorja; nenehno kopičenje naboja posledično razvije napetost gredi.

Pri srednjih in velikih AC motorjih, ko se prek napetosti gredi rotorja oblikuje prevodna zaprta zanka,tok gredipojavi se bo tipična značilnost nizke napetosti z visokim tokom. Gred in ležajne puše so ločene z mazalnim oljem, pri čemer so ležaji motorja podprti z oljnim filmom. Glede na sorazmerno nizko napetost gredi ostane izolacijski oljni film na splošno nepoškodovan brez razgradnje.

Med-vrtenjem rotorja pri visoki hitrosti se zaradi podstandardne kakovosti maziva ali nezadostne oskrbe z oljem poči in uniči oljni film, zaradi česar gred in ležajna puša prideta v neposreden kovinski stik. Na napetosti gredi se takoj oblikuje sklenjeno vezje, ki sproži razpad nizke-napetosti. Posledični tok gredi v trenutku doseže nekaj sto ali celo tisoč amperov, kar zadostuje, da prežgejo ležaj gredi in ležajne puše.

Statični naboj, ki nastane zaradi trenja med delovanjem, se postopoma kopiči na gredi in nenehno povečuje potencial gredi med polnjenjem. Izpraznitev se izvede takoj, če se vrteča gred dotakne katere koli mirujoče zunanje komponente. Če ostane gred izolirana od ne-vrtljivih delov, se statični naboj kopiči, dokler ne nastane previsoka napetost. Ko ta napetost preseže dielektrično trdnost oljnega filma ležaja, pride do hitrega praznjenja in povzročitok gredi.

Ta tok kroži skozi zaprto zanko, sestavljeno iz vrtljive gredi, notranjega obroča ležaja, zunanjega obroča ležaja in ohišja ležaja. Najbolj očiten znak okvare je drobna, globoka krožna luknjičasta korozija na površini ležaja in notranjem obroču ležaja, ki jo povzroči razelektritev obloka. Takšna luknjasta destabilizacija oljnega filma in celovitost ter uniči natančno prileganje med gredjo in ležajem, zaradi česar ležaj postane neuporaben. V hudih primerih se zaradi težkihtok gredi, kar resno poškoduje te komponente. To vodi do prekomernih vibracij motorja in nenormalnega hrupa, zaradi česar motor na koncu ne more normalno delovati.