周波数動作モーターでシャフト電流が発生する理由-

電流生成の 2 つの基本的な前提条件は、電圧と閉回路です。シャフト電流は、閉じた導電経路に沿ってシャフト電圧が存在する場合にのみ形成されます。では、なぜ産業用電源周波数で動作するモーターにシャフト電圧が発生するのでしょうか?回転機械では、交流磁束と静電荷の蓄積という 2 つの根本的なメカニズムによってシャフト電圧が生成されます。

交流磁束によって誘導されるシャフト電圧は連続的かつ周期的です。通常の動作条件下では、モーターのローターは対称的な正弦波交番磁界内で回転します。ローターが磁束をカットするときに誘起される交流起電力 (EMF) は平衡交流を生成するため、理想的なシナリオではローター シャフトの両端間に非対称な電圧は存在しません。しかし、固定子コアに沿って円周方向に分布する不均一な磁気抵抗により、不均衡な交番 EMF が発生し、その結果、軸方向のシャフト電圧が発生します。対照的に、静電荷に起因するシャフト電圧は断続的で非周期的です。-。モーターの動作中、プロセス流体負荷と回転コンポーネントの間の摩擦により、ローター アセンブリに静電荷が蓄積されます。継続的な電荷の蓄積により、その後シャフト電圧が発生します。

中型および大型の AC モーターの場合、ローター シャフトの電圧全体に導電性の閉ループが形成されると、軸電流低電圧、大電流の典型的な特性を特徴とします。シャフトとベアリングブッシュは潤滑油によって隔てられており、モーターのベアリングは油膜で支持されています。シャフト電圧の大きさが比較的低い場合、絶縁油膜は通常、破壊されることなくそのまま残ります。

ローターの高速回転中、潤滑油の品質が標準以下であったり、オイルの供給が不十分な場合、油膜が破れて破壊され、シャフトとベアリング ブッシュが直接金属接触します。シャフト電圧全体に閉回路が瞬時に形成され、低電圧破壊が引き起こされます。-結果として生じるシャフト電流は瞬時に数百アンペア、さらには数千アンペアに達し、シャフト ジャーナルとベアリング ブッシュを焼き切るのに十分です。

動作摩擦によって発生する静電荷はシャフト上に徐々に蓄積し、帯電するにつれてシャフトの電位を継続的に上昇させます。回転軸が外部の静止部品に接触すると、直ちに放電が発生します。シャフトが非回転部品から隔離されたままであると、過度に高い電圧が発生するまで静電気が蓄積し続けます。-この電圧が軸受油膜の絶縁耐力を超えると急速な放電が発生し、軸電流.

この電流は、回転軸、軸受内輪、軸受外輪、軸受箱で構成される閉ループを循環します。最も明白な故障の兆候は、電気アーク放電によって引き起こされるジャーナル表面とベアリング内輪の小さな、深い円形の孔食です。このような孔食は、油膜の形成と完全性を不安定にし、シャフトとベアリングの間の正確な嵌合を損ない、ベアリングを動作不能にします。ひどい場合には、激しい電気アークがシャフトジャーナルとベアリングブッシュの接触面に形成されます。軸電流、これらのコンポーネントに重大な損傷を与えます。これにより、モータの過度の振動や異音が発生し、最終的にはモータが正常に回転できなくなります。