изолированный подшипник электродвигателя для чего
Преобразователи частоты
Предлагаемый нами ассортимент включает преобразователи частоты CUE, VLT® и VACON®
Преобразователи частоты переменного тока известны и под многими другими названиями, такими как регулируемые преобразователи частоты, преобразователи частоты с регулируемой скоростью, преобразователи частоты с регулируемой частотой, частотнорегулируемые преобразователи частоты или преобразователи частоты.
Изолированные подшипники для электродвигателей
Преобразователи частоты позволяют регулировать частоту вращения электродвигателя и корректировать её в соответствии с меняющейся нагрузкой. Электродвигатели с частотными преобразователями могут создавать блуждающие токи, которые вызывают в подшипнике образование электрических дуг и могут привести к его разрушению. Чтобы этого не произошло, кольца и шарики подшипников покрывают специальными защитными материалами. Однако нанесение такого покрытия очень дорогостоящий и длительный процесс.
Изолированные подшипники – подшипники с керамическим покрытием. Подшипники данного типа имеют керамическое покрытие на наружном и внутреннем кольцах. Шарики, а также внутреннее и наружное кольца изготовлены из стали. Изолированные подшипники отличаются и от гибридных, и от керамических подшипников по своему эксплуатационному ресурсу, термостойкости и прочности. Изолированные подшипники исполь- зуются для того, чтобы не допустить разрушения подшипника от действия токов, обусловленных работой электродвигателя вместе с преобразователем частоты. Изолирующее покрытие на наружном кольце под шипника – это оксид алюминия, который наносится на подшипник способом плазменного напыления. Такой вид покрытия выдерживает напряжение пробоя изоляции 1000 В.
Подшипники с электрической изоляцией могут быть нескольких типов. Наиболее распространённые: цилиндрические роликоподшипники и шарикоподшипники с глубокими дорожками качения с наружным диаметром больше 75 мм – т.е. это подшипники серии выше 6208.
Подобно гибридным и керамическим подшипникам, изолированные подшипники дороже стандартных подшипников, хотя постепенно они становятся всё более доступными. Изолированные подшипники всё чаще используются наряду со стандартными подшипниками в качестве NDE подшипников в частотно-регулируемых электродвигателях типоразмера 250 и больше.
Рекомендации
Все компоненты в двигателях с частотными преобразователями должны быть тщательно подобраны. Плавкие предохранители должны соответствовать действующим нагрузкам. Защитный автоматический выключатель должен быть разработан специально для использования с преобразователями частоты. Если применяется фильтр на выходе, помните, что это может привести к некоторому повышению тока утечки. Фильтр на выходе должен соответствовать преобразователю частоты, а преобразователь частоты – конкретному типоразмеру электродвигателя. Чтобы не допустить снижения рабочих характеристик и производительности электродвигателей, не используйте большие преобразователи частоты для электродвигателей небольшой мощности. Используйте фильтр, соответствующий определённому преобразователю. Если у вас есть вопросы по преобразователю частоты, обращайтесь к производителю. Всегда следуйте инструкциям руководства по монтажу.
NKE представляет подшипники качения, защищенные от повреждения электрическим током
NKE представляет подшипники качения, защищенные от повреждения электрическим током
Особенностью электрически изолированных подшипников качения является электрическая изоляция, встроенная в подшипник и защищающая его от повреждений, возникающих при прохождении электрического тока через подшипник. С такими подшипниками нас знакомит инженер-технолог компании NKE Клаус Грисзенбергер.
При неблагоприятных эксплуатационных условиях подшипники, используемые в электрических мшинах, могут быть повреждены при проходе через них электрических токов. В таких машинах в контактной зоне подшипника часто возникают электрические разряды между телами качения и дорожками качения на внутреннем или наружном кольце, вызывая точечное расплавление поверхностей, которое в свою очередь приводит к образованию кратеров, переносу частиц материала подшипника и местному повреждению его микроструктуры. Материал подшипника в этом случае подвергается высокому тепловому напряжению.
По крайней мере, очень тонкий слой разрушенной поверхности при прокатывании по нему тел качения подвергается другому стабилизирующему процессу и становится чрезвычайно твердым и чувствительным к растрескиванию. Этот процесс часто упоминается в литературе как электрическая коррозия. Этот процесс также приводит к разрушению смазочного материала. Сырая нефть и добавки, содержавшиеся в смазке, окисляются, о чем обычно можно судить по черному цвету смазки. Это преждевременное старение смазки ослабляет ее способность создавать смазочную пленку между соприкасающимися металлическими поверхностями подшипника. Повреждение функциональных поверхностей подшипника и потеря смазкой своих свойств быстро приводят к выходу подшипника из строя.
Главные причины возникновения электрического разряда в подшипнике известны. Асимметрия в магнитном потоке электрической машины дает начало возникновению разности потенциалов низкочастотного напряжения между валом и корпусом машины, следствием которой является прохождение электрического тока через подшипник качения. Появлению и прохождению тока через подшипник может также способствовать использование неэкранированных асимметричных электрических кабелей и нарушения в схеме заземления машины.
Другая причина кроется в широком использовании в современных электрических машинах преобразователей частоты. Принцип работы преобразователей частоты основан на широтно-импульсной модуляции и поддержании базового высокочастотного напряжения, которое также может привести к прохождению электрического тока через подшипник. Разряды накапливающегося статического электричества между валом и корпусом являются другой возможной причиной прохождения токов через подшипник.
Признаки электрической коррозии и меры противодействия
Типичные признаки электрической коррозии включают серые, запятнанные дорожки качения и такие же пятна на поверхностях тел качения. Также становятся заметными, главным образом, на дорожках качения кратеры с расплавленными краями или рифленая поверхность. Повреждение подшипника из-за электрического разряда и прохождения тока, обычно проявляется в увеличении шума при работе подшипника.
Чтобы предотвратить повреждения такого вида, желательно изолировать посадочное место подшипника в корпусе или на валу. Однако это влечет за собой дорогостоящие изменения конструкций окружающих частей. Простое, экономичное решение состоит в том, чтобы использовать в машинах электрически изолированные подшипники качения, поскольку они могут заменить их неизолированные типы без изменения общей конструкции узла.
Электрически изолированные подшипники имеют нанесенный на поверхности изолирующий слой из окиси керамических материалов и их внешние размеры и технические характеристики ничем не отличаются от соответствующих неизолированных типов подшипников. Кроме того, использование электрически изолированных подшипников является недорогим вариантом по сравнению с изоляцией посадочных мест подшипников на валу и в корпусе узла. Эти подшипники являются полностью взаимозаменяемыми с обычными подшипниками качения, потому что имеют ту же самую размерность и технические характеристики.
Номенклатура электрически изолированных подшипников обычно включает цилиндрические и конические роликовые подшипники, а также радиальные шариковые подшипники и их применение простирается от тяговых двигателей железнодорожных локомотивов до промышленных электродвигателей и генераторов, особенно используемых в сочетании с быстро переключающимися преобразователями частоты. 
Изолирующий слой подшипников
Электрически изолированные подшипники, поставляемые компанией NKE, имеют изоляционное покрытие, которое наносится плазменным распылением на наружное или внутреннее кольцо. Струя плазмы служит средой переноса с высокой скоростью напыления порошка окиси алюминия на поверхности подшипника. Чтобы получить оптимальную защиту, слой окиси алюминия также наносится на лицевые стороны покрываемых колец подшипника. В следующем процессе этот слой изоляции герметизируется, чтобы предотвратить любое проникновение под него влажности.
Эффективность слоя электрической изоляции зависит от частоты переменного напряжения, которое вызывает появление вредных токов в подшипниках. В случае постоянного напряжения большую роль играет электрическое сопротивление изолированного подшипника. Чем выше это сопротивление, тем ниже электрический ток. Значение сопротивления изолированных подшипников составляет более чем 50 мегаом, таким образом, ограничивая электрический ток уровнем, который не может нанести вред подшипнику.
Емкостная природа изолированного подшипника также играет большую роль в случае напряжения переменного тока. Подшипник в этом случае ведет себя приблизительно так же, как параллельная электрическая схема, состоящая из резистора и конденсатора с зависимым от частоты сопротивлением (импедансом). Импеданс определяет величину переменного тока, который течет через подшипник для данных значений напряжения и частоты. Соответственно, импеданс также должен быть настолько высоким насколько это возможно, чтобы уменьшить электрический ток до уровня, который неспособен повредить подшипник.
Чтобы достигнуть высоких и оптимальных значений импеданса, сопротивление слоя изоляции должно быть высоким, а его емкость должна быть низкой. Это может быть достигнуто созданием слоя изоляции, настолько толстым насколько это возможно и уменьшением полной площади поверхности изоляционного материала. С этой точки зрения, это означает, что предпочтительно нанесение этого слоя на поверхность отверстия внутреннего кольца подшипника.
Однако изоляционное покрытие обычно наносится на внешнюю поверхность наружного кольца подшипника из-за соображений стоимости и ограничений производственного процесса. В большинстве случаев, изолирующий слой на наружном кольце подшипника все же приводит к надлежащей и более эффективной защите подшипника от электрической коррозии и повреждения.
Электрически изолированные подшипники качения NKE являются оптимальной защитой от повреждений электрическим током
Электрически изолированные подшипники NKE надежно предотвращают повреждения подшипников от токов электрических р
азрядов в машинах и механизмах. Эти подшипники выпускаются в трех вариантах: серия SQ77 с изолирующим покрытием на основе окисей керамических материалов на наружном кольце; серия SQ77E с изолирующим покрытием на внутреннем кольце и серия SQ77B с телами качения из керамических материалов и теоретически бесконечным сопротивлением изолирующего слоя:
Подшипники