Vibrazioni e rumore del motore VFD da 500 kW: come risolverlo
Introduzione
Ciao a tutti! Oggi ci immergiamo in uno sconcertante caso del mondo reale che riguarda un 500kW VFD sistema. Questo motore ha funzionato perfettamente per oltre un anno. Tuttavia, negli ultimi sei mesi sono emersi due problemi: un aumento del rumore elettromagnetico (rumore del motore) e un'eccessiva vibrazione dei cuscinetti (vibrazione del motore), nonostante le letture della temperatura e della corrente del motore fossero normali.
Quando non si tratta di un guasto grave, ma di un ciclo di feedback sistemico
Il fatto che il sistema abbia funzionato senza problemi per più di un anno indica che sia la Parametri VFD e la configurazione del motore sono stati impostati correttamente fin dall'inizio. L'improvvisa comparsa di vibrazioni e rumori indica un processo di degrado graduale piuttosto che un guasto unico, probabilmente dovuto alle armoniche del VFD e alle tensioni/correnti indotte sull'albero che si accumulano nel tempo.
La causa principale: Comprendere l'erosione elettrica alla base delle vibrazioni del motore
Nei motori alimentati da VFD, i picchi armonici dell'inverter possono indurre una tensione sull'albero, che si traduce in una corrente sull'albero. Questa corrente fluisce attraverso i condensatori a film d'olio dei cuscinetti, formando scariche transitorie quando il film d'olio si rompe durante il funzionamento.
Queste scariche provocano archi elettrici, generando un calore superiore a 10.000°C, che crea un pitting sulle piste dei cuscinetti e sulle sfere/rulli. Nel corso del tempo, si forma il tipico disegno a "washboard" che si osserva nei danni da erosione elettrica.
Questo porta a:
- Squilibrio del rotore e micro-oscillazioni
- Variazione dell'air-gap magnetico
- Instabilità del flusso magnetico
- In ultima analisi, si scatenano ulteriori vibrazioni e rumori del motore.
Questo diventa un circolo vizioso di feedback: la corrente dell'albero provoca danni, che causano ulteriori vibrazioni, che a loro volta generano altra corrente dell'albero.
Suggerimento diagnostico: Utilizzare la frequenza portante per identificare la sorgente
Provare ad aumentare il frequenza portante nelle impostazioni del VFD:
- Se il rumore è ridotto: Probabilmente è causato da un rumore elettromagnetico indotto da armoniche e i cuscinetti sono ancora intatti.
- Se il rumore aumenta o rimane invariato: indica una grave erosione elettrica e un danno alla superficie del cuscinetto.
Tre soluzioni collaudate per le vibrazioni del motore dovute all'erosione elettrica
1.Tre soluzioni collaudate per le vibrazioni del motore dovute all'erosione elettrica
Impedisce alla corrente dell'albero di passare attraverso i cuscinetti, eliminando la causa principale dei danni da elettroerosione.
2.Installare la messa a terra dell'albero (ad es. spazzole di carbone)
Fornisce un percorso a bassa impedenza verso terra, scaricando la tensione dell'albero e proteggendo i cuscinetti.
3.Aggiunta di reattori di uscita VFD
Sopprime i picchi armonici e riduce le riflessioni di tensione, stabilizzando il funzionamento del motore.
Misure aggiuntive per il controllo delle vibrazioni del motore
- Regolazione della frequenza portante (per la soppressione delle armoniche)
- Utilizzare strumenti di analisi delle vibrazioni per monitorare la salute dei cuscinetti
- Utilizzare cavi adatti ai VFD con messa a terra adeguata.
- Limitare le lunghezze dei cavi del motore per evitare sovratensioni.
- Considerare i sistemi di monitoraggio della tensione dell'albero per la manutenzione predittiva
Riflessioni finali: Le vibrazioni del motore non sono sempre meccaniche: spesso sono elettromagnetiche
Questo caso evidenzia che le vibrazioni e i rumori del motore non sono sempre causati da guasti meccanici. In Motori controllati da VFD, Spesso sono dovuti alla tensione dell'albero, alle correnti dei cuscinetti e all'erosione elettrica.
Per risolvere il problema, gli ingegneri devono guardare oltre la meccanica e adottare una prospettiva di sistema che includa l'accoppiamento elettromagnetico e il feedback di risonanza. Solo così si potranno implementare soluzioni veramente efficaci e sostenibili.
