Vibração e ruído do motor VFD de 500kW: como resolver
Introdução
Olá a todos! Hoje, vamos mergulhar num caso intrigante do mundo real que envolve um 500kW VFD sistema. Este motor estava a funcionar sem problemas há mais de um ano. No entanto, nos últimos seis meses, surgiram dois problemas: aumento do ruído eletromagnético (Ruído do motor) e vibração excessiva do rolamento (Vibração do motor) - apesar das leituras de temperatura e corrente do motor permanecerem normais.
Quando não se trata de uma falha grave, mas de um ciclo de feedback sistémico
O facto de o sistema ter funcionado sem problemas durante mais de um ano indica que tanto o Parâmetros VFD e a configuração do motor foram corretamente definidos desde o início. O início súbito de vibração e ruído aponta para um processo de degradação gradual em vez de uma falha única - provavelmente devido aos harmónicos do VFD e à acumulação de tensão/correntes induzidas no veio ao longo do tempo.
Causa principal: Compreender a erosão eléctrica subjacente à vibração do motor
Nos motores alimentados por VFD, os picos harmónicos do inversor podem induzir tensão no veio, o que resulta em corrente no veio. Esta corrente flui através dos condensadores de película de óleo das chumaceiras, formando descargas transitórias quando a película de óleo é rompida durante o funcionamento.
Estas descargas provocam arcos eléctricos, gerando um calor superior a 10.000°C, o que cria corrosão nas pistas dos rolamentos e nas esferas/rolos. Com o passar do tempo, isto forma o padrão típico de placa de lavagem observado nos danos por erosão eléctrica.
Isto leva-nos a:
- Desequilíbrio do rotor e micro-oscilações
- Variação do espaço de ar magnético
- Instabilidade do fluxo magnético
- Acabando por provocar mais vibração e ruído no motor
Isto torna-se um ciclo vicioso de feedback - a corrente do veio leva a danos, o que causa mais vibração, que por sua vez gera mais corrente no veio.
Dica de diagnóstico: Utilizar a frequência portadora para identificar a fonte
Tente aumentar a frequência portadora nas definições da VFD:
- Se o ruído for reduzido: É provável que seja causado por ruído eletromagnético induzido por harmónicas e os rolamentos ainda estão intactos.
- Se o ruído aumentar ou permanecer inalterado: indica uma erosão eléctrica grave e danos na superfície da chumaceira.
Três soluções comprovadas para a vibração do motor devido à erosão eléctrica
1.Três soluções comprovadas para a vibração do motor devido à erosão eléctrica
Evita que a corrente do veio passe através dos rolamentos, eliminando a causa principal dos danos causados pela electroerosão.
2.Instalar a ligação à terra do veio (por exemplo, escovas de carvão)
Proporciona um caminho de baixa impedância para a terra, libertando a tensão do veio e protegendo as chumaceiras.
3.Adicionar reatores de saída VFD
Suprime os picos de harmónicas e reduz as reflexões de tensão, estabilizando o funcionamento do motor.
Medidas adicionais para controlar a vibração do motor
- Ajustar a frequência portadora (para supressão de harmónicas)
- Utilizar ferramentas de análise de vibrações para monitorizar o estado dos rolamentos
- Utilize cabos com classificação VFD com ligação à terra adequada
- Limitar os comprimentos longos dos cabos do motor para evitar a sobretensão
- Considerar sistemas de monitorização da tensão do veio para manutenção preditiva
Considerações finais: A vibração do motor nem sempre é mecânica - é frequentemente electromagnética
Este caso realça que a vibração e o ruído do motor nem sempre são causados por falhas mecânicas. Em Motores controlados por VFD, Os problemas de tensão do veio, correntes da chumaceira e erosão eléctrica são muitas vezes causados por tensão do veio, correntes da chumaceira e erosão eléctrica.
Para resolver o problema, os engenheiros devem olhar para além da mecânica e adotar uma perspetiva de todo o sistema que inclua o acoplamento eletromagnético e o feedback de ressonância. Só então poderão ser implementadas soluções verdadeiramente eficazes e sustentáveis.
