Como evitar estrias nos rolamentos em motores VFD com anéis de aterramento do eixo？

Resposta rápida

As caneluras dos rolamentos são um padrão distinto de ranhuras uniformemente espaçadas que aparecem na pista dos rolamentos do motor. É comumente causado por descarga elétrica da tensão do eixo em motores acionados por VFD. Faíscas elétricas repetidas dentro do rolamento danificam gradualmente a superfície, causando vibração, ruído e falha prematura.

Comparação de caminhos de descarga elétrica em motores acionados por VFD. Um anel de aterramento do eixo redireciona correntes parasitas prejudiciais (Caminho Verde) para a carcaça do motor, evitando a descarga elétrica (Caminho Vermelho) que causa estrias no rolamento e falha prematura.

Reconhecendo os sinais de danos aos rolamentos elétricos

Quando um rolamento do motor falha, os engenheiros frequentemente inspecionam os componentes internos para determinar a causa. Um dos padrões de danos mais reconhecíveis são as caneluras dos rolamentos. Em vez de uma superfície lisa da pista, o rolamento apresenta uma série de ranhuras uniformemente espaçadas que se assemelham a um padrão de tábua de lavar. Este tipo de dano raramente é causado apenas por desgaste mecânico. Em muitos casos, indica danos por descarga elétrica.

Por que ocorre fluting em motores VFD

Os motores alimentados por inversores de frequência variável operam sob condições elétricas diferentes dos motores tradicionais alimentados pela rede. Os VFDs regulam a velocidade do motor usando comutação de alta frequência. Essa comutação produz efeitos elétricos, como tensão de modo comum e tensão de eixo. À medida que o eixo gira, a tensão aumenta entre o eixo e a carcaça do motor.

Quando a tensão excede a resistência de isolamento da película lubrificante dentro do rolamento, a eletricidade é descarregada através dos componentes do rolamento.

De faíscas elétricas a danos superficiais

Cada descarga cria uma pequena faísca que derrete localmente uma pequena porção da superfície do metal. Embora uma única faísca quase não cause danos visíveis, descargas repetidas formam gradualmente crateras microscópicas. À medida que os elementos rolantes passam repetidamente sobre essas áreas, os danos se organizam em padrões regulares ao longo da pista. Eventualmente, o rolamento desenvolve as ranhuras características.

Essas ranhuras criam problemas operacionais como:

• Maior vibração

• Ruído de rolamento audível

• Vida útil reduzida do rolamento

• Operação instável do motor

Uma vez desenvolvido o estriado, a deterioração do rolamento acelera rapidamente.

Por que a substituição do rolamento por si só falha

Muitas equipes de manutenção substituem o rolamento danificado e esperam que o problema desapareça. Infelizmente, se as condições elétricas subjacentes permanecerem inalteradas, o novo rolamento sofrerá a mesma descarga elétrica. Como resultado, as caneluras reaparecem frequentemente após um período operacional relativamente curto.

Prevenção de caneluras com anel de aterramento do eixo

Um anel de aterramento do eixo evita estrias, eliminando o caminho de descarga através do rolamento. O anel de aterramento do eixo fornece um caminho de baixa resistência entre o eixo rotativo e a carcaça do motor. A corrente elétrica parasita flui através deste caminho em vez de através do rolamento. Com a corrente elétrica redirecionada com segurança, as condições que criam as caneluras são removidas.

Perguntas frequentes

1. As caneluras são sempre causadas por corrente elétrica?
A maior parte das estrias nos motores VFD está ligada à descarga elétrica, embora a vibração mecânica às vezes possa criar padrões semelhantes.

2.Como os engenheiros podem confirmar danos nos rolamentos elétricos?
A inspeção da superfície da pista e a medição da tensão do eixo são métodos de diagnóstico comuns.

3.Como evitar as caneluras?
A instalação de um anel de aterramento do eixo ou outra solução de aterramento pode evitar descargas elétricas através do rolamento.