WPŁYW PRĄDÓW ŁOŻYSKOWYCH NA STAN BIEŻNI ŁOŻYSK SILNIKÓW INDUKCYJNYCH ZASILANYCH Z FALOWNIKÓW PWM

Podobne dokumenty
Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 74/

PRĄDY ŁOŻYSKOWE W SILNIKACH INDUKCYJNYCH DUŻEJ MOCY ZASILANYCH NAPIĘCIEM SIECIOWYM - BADANIA LABORATORYJNE

DROGI PRZEPŁYWU PRĄDÓW ŁOŻYSKOWYCH W UKŁADACH NAPĘDOWYCH DUŻEJ MOCY ZASILANYCH NAPIĘCIEM SIECIOWYM

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Napięcia wałowe i prądy łożyskowe w silnikach indukcyjnych

DROGI PRZEPŁYWU PRĄDÓW ŁOŻYSKOWYCH W ORGANACH URABIAJĄCYCH KOMBAJNÓW GÓRNICZYCH BEARING CURRENT PATH IN CUTTING DRUMS OF HEADING MACHINES

WPŁYW USZKODZENIA TRANZYSTORA IGBT PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ NAPĘDU INDUKCYJNEGO

Badanie skuteczności ochrony łożysk przed skutkami przepływu prądów łożyskowych z zastosowaniem pierścieni zwierających

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

BADANIE SKUTECZNOŚCI OCHRONY ŁOŻYSK PRZED SKUTKAMI PRZEPŁYWU PRĄDÓW ŁOŻYSKOWYCH Z ZASTOSOWANIEM PIERŚCIENI ZWIERAJĄCYCH

BADANIE SKUTECZNOŚCI OCHRONY ŁOŻYSK PRZED SKUTKAMI PRZEPŁYWU PRĄDÓW ŁOŻYSKOWYCH Z ZASTOSOWANIEM PIERŚCIENI ZWIERAJĄCYCH

Prądy łożyskowe w silnikach indukcyjnych zasilanych z falowników PWM

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 76/

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO POWER CONVERTER INFLUENCE ON THE NOMINAL POWER THREE PHASE INDUCTION MOTOR

Trójfazowe silniki indukcyjne. 1. Wyznaczenie charakterystyk rozruchowych prądu stojana i momentu:

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM ŚREDNIEGO NAPIĘCIA POPRZEZ JEGO ZASILANIE Z PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO POMPY WODY ZASILAJĄCEJ DUŻEJ MOCY

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO Z ZASTOSOWANIEM SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU CZĘŚĆ 2 ZASILANIE NIESYMETRYCZNE

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego i transformatora

WIELOETAPOWY PROCES DIAGNOSTYKI UKŁADÓW NAPĘDOWYCH

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

Zastosowanie dławika składowej zerowej w falownikowym napędzie silnika indukcyjnego

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 78/

PORÓWNANIE PARAMETRÓW SILNIKA DWUFAZOWEGO I TRÓJFAZOWEGO ZASILANYCH Z PRZEKSZTAŁTNIKÓW

Badanie prądnicy synchronicznej

WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH Z ROZRUCHEM ASYNCHRONICZNYM PRZY STEROWANIU CZĘSTOTLIWOŚCIOWYM

PL B1. Sposób regulacji prędkości obrotowej silnika asynchronicznego zasilanego z falownika napięcia z filtrem silnikowym

UKŁADY NAPĘDOWE Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI STEROWANE METODAMI WEKTOROWYMI DFOC ORAZ DTC-SVM ODPORNE NA USZKODZENIA PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

ZASTOSOWANIE SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU STOJANA W DIAGNOSTYCE SILNIKA INDUKCYJNEGO PODCZAS ROZRUCHU

BADANIA EKSPERYMENTALNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

Wyznaczanie strat w uzwojeniu bezrdzeniowych maszyn elektrycznych

OBLICZENIOWE BADANIE ZJAWISK WYWOŁANYCH USZKODZENIEM KLATKI WIRNIKA

STEROWANIE CZĘSTOTLIWOŚCIOWE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH SYNCHRONIZOWANYCH

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 10/16. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL PATRYK STRANKOWSKI, Kościerzyna, PL

PROPOZYCJA ZASTOSOWANIA WYMIARU PUDEŁKOWEGO DO OCENY ODKSZTAŁCEŃ PRZEBIEGÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH

transformatora jednofazowego.

OKREŚLENIE OBSZARÓW ENERGOOSZCZĘDNYCH W PRACY TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

BADANIA PORÓWNAWCZE SILNIKA INDUKCYJNEGO KLATKOWEGO PODCZAS RÓŻNYCH SPOSOBÓW ROZRUCHU 1. WSTĘP

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

Karta Katalogowa Catalogue card

NAPIĘCIE WAŁOWE W SILNIKU INDUKCYJNYM DUŻEJ MOCY Z IZOLOWANĄ KLATKĄ UZWOJENIA WIRNIKA

ANALIZA WPŁYWU NIESYMETRII NAPIĘCIA SIECI NA OBCIĄŻALNOŚĆ TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

Maszyna indukcyjna jest prądnicą, jeżeli prędkość wirnika jest większa od prędkości synchronicznej, czyli n > n 1 (s < 0).

POLOWO - OBWODOWY MODEL BEZSZCZOTKOWEJ WZBUDNICY GENERATORA SYNCHRONICZNEGO

WPŁYW USZKODZEŃ KLATKI WIRNIKA NA WARTOŚĆ NAPIĘĆ I PRĄDÓW WAŁOWYCH W SILNIKACH INDUKCYJNYCH

ZWARCIE POMIAROWE JAKO METODA WYKRYWANIA USZKODZEŃ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

MODELOWANIE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH Z ELEMENTAMI NIESYMETRII

15. UKŁADY POŁĄCZEŃ PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH I NAPIĘCIOWYCH

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

NAPIĘCIA WAŁOWE I PRĄDY ŁOŻYSKOWE W SILNIKACH PRĄDU STAŁEGO DUŻEJ MOCY STOSOWANYCH W MASZYNACH WYCIĄGOWYCH

BLACKLIGHT SPOT 400W F

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

PRZEPISY PUBLIKACJA NR 42/P PRÓBY WIRUJĄCYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH styczeń

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Laboratorium z Elektrotechniki z Napędami Elektrycznymi

PORÓWNANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO ORAZ SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI I ROZRUCHEM BEZPOŚREDNIM - BADANIA EKSPERYMENTALNE

Diagnostyka silnika indukcyjnego z wykorzystaniem dostępnych napięć stojana

Silniki prądu stałego. Wiadomości ogólne

Metody wyznaczania charakterystyki maksymalnego momentu i maksymalnej. mechanicznej w pracy ciągłej S1 silnika synchronicznego wzbudzanego

Badanie prądnicy prądu stałego

BADANIA SKUTKÓW CIEPLNYCH ZWARĆ ZWOJOWYCH W UZWOJENIACH STOJANA SILNIKA INDUKCYJNEGO

BADANIA GENERATORA INDUKCYJNEGO WZBUDZANEGO KONDENSATORAMI OBCIĄŻENIE NIESYMETRYCZNE

Alternator. Elektrotechnika w środkach transportu 125

BEZCZUJNIKOWA DETEKCJA KĄTA POŁOŻENIA NIERUCHOMEGO WIRNIKA SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO

ŁAGODNA SYNCHRONIZACJA SILNIKA SYNCHRONICZNEGO DUŻEJ MOCY Z PRĘDKOŚCI NADSYNCHRONICZNEJ

WSPÓŁCZYNNIK MOCY I SPRAWNOŚĆ INDUKCYJNYCH SILNIKÓW JEDNOFAZOWYCH W WARUNKACH PRACY OPTYMALNEJ

DWUKIERUNKOWY JEDNOFAZOWY SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO HAK SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Wrocław, PL BUP 20/14. JACEK RADOMSKI, Wrocław, PL

WPŁYW ODBIORÓW SILNIKOWYCH NA POZIOM MOCY ZWARCIOWEJ W ELEKTROENERGETYCZNYCH STACJACH PRZEMYSŁOWYCH

Inżynieria Maszyn, 2018, R. 23, z. 1, 36 43, ISSN X EKSPERYMENTALNA METODA OKREŚLANIA MOMENTU OPORU RUCHU ŁOŻYSK SKOŚNYCH 1.

BADANIE WYŁĄCZNIKA RÓŻNICOWOPRĄDOWEGO

Ćwiczenie 3 Falownik

Badanie napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego

STUDIA I STOPNIA NIESTACJONARNE ELEKTROTECHNIKA

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

1. W zależności od sposobu połączenia uzwojenia wzbudzającego rozróżniamy silniki:

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

Silnik indukcyjny - historia

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

SDD287 - wysokoprądowy, podwójny driver silnika DC

1. METODYKA POMIARÓW

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

ANALIZA PORÓWNAWCZA PARAMETRÓW MASZYN MAGNETOELEKTRYCZNYCH ZASILANYCH Z PROSTOWNIKÓW STEROWANYCH I PRZEKSZTAŁTNIKÓW IMPULSOWYCH 1.

WPŁYW PRZEMIENNIKÓW CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ SILNIKÓW INDUKCYJNYCH W PODZIEMIACH KOPALŃ

Wymagania edukacyjne: Maszyny elektryczne. Klasa: 2Tc TECHNIK ELEKTRYK. Ilość godzin: 1. Wykonała: Beata Sedivy

Ćwiczenie 1. Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem obniżającym.

DIAGNOSTYKA BADANIA STANU IZOLACJI GRUPY SILNIKÓW INDUKCYJNYCH WN 1. WSTĘP 2. BADANIA IZOLACJI GRUPY SILNIKÓW INDUKCYJNYCH WN

XXXIV OOwEE - Kraków 2011 Grupa Elektryczna

Badanie silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi (BLCD)

GEK/FZR-KWB/12488/2015. Rogowiec, r. 2. Zamawiający, PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna Spółka Akcyjna, działając na

Transkrypt:

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 48 Politechniki Wrocławskiej Nr 48 Studia i Materiały Nr 20 2000 Zdzisław KRZEMIEŃ* silniki indukcyjne, falowniki WPŁYW PRĄDÓW ŁOŻYSKOWYCH NA STAN BIEŻNI ŁOŻYSK SILNIKÓW INDUKCYJNYCH ZASILANYCH Z FALOWNIKÓW PWM Wykonane badania i teoretyczna analiza zjawisk powstających w elementach konstrukcyjnych silnika indukcyjnego zasilanego z falownika wykazały występowanie napięcia łożyskowego, a więc i prądów łożyskowych (przy zaistnieniu określonych warunków). Natomiast do wyjaśnienia pozostało określenie jakościowego i ilościowego oddziaływania tych prądów na stan bieżni łożysk. W tym celu przeprowadzono badanie długotrwałe silników (jeden rok). Badania wykonano na sześciu fabrycznie nowych silnikach tego samego typu, przy czym: dwa silniki były zasilane bezpośrednio z sieci; dwa silniki były zasilane z falownika PWM; dwa silniki były zasilane z falownika PWM, przy czym ich wały były uziemione poprzez szczotki. Po upływie ok. 1300 godzin pracy rozcięto łożyska, aby dokonać analizy stanu powierzchni bieżni. W artykule przedstawiono wyniki eksperymentu oraz omówiono przyczyny i warunki powstawania uszkodzeń bieżni łożysk silników indukcyjnych zasilanych z falowników. 1. WSTĘP Zasilanie silników indukcyjnych ze źródeł półprzewodnikowych o regulowanej częstotliwości (falowników) powoduje powstawanie w ich elementach konstrukcyjnych zjawisk, które przy zasilaniu symetrycznym sinusoidalnym w ogóle nie występują lub których znaczenie jest pomijalnie małe. Zjawiska te nazwano zjawiskami dodatkowymi lub ubocznymi i zaliczono do nich: pojawianie się napięcia na kadłubach izolowanych silników, prądy doziemne w silnikach uziemionych, napięcia wałowe, prądy łożyskowe. Zasilanie falownikowe silników indukcyjnych powoduje więc pojawianie się prądów łożyskowych, które w określonych warunkach mogą oddziaływać destrukcyjnie na stan bieżni łożysk [1, 2]. * Instytut Elektrotechniki, Zakład Maszyn Elektrycznych, ul. Pożaryskiego 28, 04-703 Warszawa.

98 2. WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE ŁOŻYSK TOCZNYCH Podczas pracy łożyska, na którym istnieje napięcie łożyskowe i przy założeniu, że pomiędzy elementami łożyska nie występują styki metaliczne można wyodrębnić trzy jego stany pracy: 1. Stan, w którym rezystancja łożyska przyjmuje duże wartości, prądy łożyskowe nie występują. Stan ten obejmuje obszar pracy łożyska do temperatury przebicia, tzn. temperatury czynnika smarującego, przy której zaczynają pojawiać się impulsy prądu rozładowczego. 2. Stan, w którym rezystancja łożyska przyjmuje naprzemian wartości duże lub małe. W tym stanie pracy występują impulsy prądów łożyskowych oraz powstają największe zagrożenia dla powierzchni tocznych. Stan ten obejmuje obszar pracy łożyska zawarty pomiędzy temperaturą przebicia i zwarcia, tzn. temperatura, przy której rezystancja łożyska przyjmuje wartość bliską zero na skutek przebicia filmu olejowego i powstania kanałów przewodzących. 3. Stan, w którym rezystancja łożyska przyjmuje małe wartości; wówczas prądy rozładowcze nie występują [3, 4]. Na rysunku 1 przedstawiono przykładowy oscylogram przebiegów napięcia łożyskowego wywołanego zasilaniem silnika indukcyjnego z falownika PWM, przy różnej temperaturze czynnika smarującego. 35 C 38 C 43 C skala U: 1dz - 10 V skala t: 1dz - 0.5 ms 47 C Rys. 1. Napięcie łożyskowe silnika Sg 180 M-4 zasilanego z falownika PWM f = 50 Hz: M = M n ; przy różnej temperaturze łożyska Fig. 1. Bearing voltage in motor type Sg 180 M-4 fed from PWM inverter f = 50 Hz: M = M n at various lubricant temperatures Doświadczalnie stwierdzono, że dla łożysk serii 63 napełnianych smarem ŁT4P3 a instalowanych w silnikach o wielkościach mechanicznych 132; 160 i 180 przy zasilaniu z falownika PWM (silniki obciążone znamionowo, f = 50 Hz, temperatura otoczenia równa 19 C ) temperatura przebicia była równa 22 C, temperatura zwarcia 50 C. Wartości tych temperatur zależą od wartości napięcia łożyskowego, prędkości obrotowej, rodzaju smaru oraz obciążenia. W łożyskach zainstalowanych w maszynach elektrycznych występuje pewna wartość temperatury, przy której liczba impulsów prądu łożyskowego na jeden obrót wału, przy określonej wartości napięcia łożyskowego, osiąga maksimum. Temperaturę tę nazwano: temperaturą krytyczną łożyska [3, 4].

Przeprowadzone pomiary wykazały, że wartość maksymalna liczby impulsów prądu (na jeden obrót wału) dla danego łożyska jest wartością stałą dla określonego rodzaju napięcia łożyskowego (stałe, przemienne) i nie zależy od prędkości obrotowej i wartości napięcia łożyskowego (dla napięć większych od napięcia przebicia łożyska). Natomiast wzrost wartości napięcia łożyskowego powoduje zmniejszenie wartości temperatury krytycznej. Dla łożysk serii 63 zainstalowanych w silnikach zasilanych z falowników temperatura ta wynosiła 39 C przy f = 50 Hz. Zagrożenia dla łożysk występują więc w określonych obszarach pracy silnika, gdy łożyska pracują przy temperaturze czynnika smarującego zawartej pomiędzy temperaturą przebicia i temperaturą zwarcia. 99 3. BADANIA DŁUGOTRWAŁE Wykonane badania i teoretyczna analiza zjawisk powstających w elementach konstrukcyjnych silnika indukcyjnego przy zasilaniu z falownika wykazały występowanie napięcia łożyskowego, a więc i prądów łożyskowych. Natomiast sprawą pozostałą do wyjaśnienia było określenie jakościowego i ilościowego oddziaływania tych prądów na stan bieżni łożysk. W tym celu przeprowadzono badanie długotrwałe silników (jeden rok, w którym silniki przepracowały ok. 1300 godz.). Badania wykonano na sześciu fabrycznie nowych silnikach tego samego typu (Sg132 S-4 o mocy 4,5 kw z łożyskami typu 6308 ZZ), przy czym: dwa silniki były zasilane bezpośrednio z sieci oznaczone nr 1 i 2; dwa silniki były zasilane z falownika PWM oznaczone nr 3 i 4; dwa silniki były zasilane z falownika PWM, przy czym ich wały były uziemione poprzez szczotki oznaczone nr 5 i 6. Silniki te pracowały na biegu jałowym. W przypadku zasilania falownikowego częstotliwość napięcia wyjściowego z przekształtnika wynosiła 50 Hz. Podczas badań mierzono temperaturę tarcz łożyskowych w celu pośredniego wyznaczenia temperatur smaru łożysk. Tabela 1. Wartości temperatur tarcz łożyskowych badanych silników w czasie wykonywania próby Czas pracy Temperatura tarczy [ C] ϑ ot [ C] [godz] silnik nr 1 silnik nr 2 silnik nr 3 silnik nr 4 silnik nr 5 silnik nr 6 0 34,4 33,5 32,7 31,2 32,5 31,2 12,2 322 42,0 43,6 42,8 39,8 38,5 38,2 22 673 41,0 39,5 42,0 39,4 39,4 39,0 24,8 990 38,9 37,1 40,2 38,1 38,6 37,3 22,5 1292 37,5 35,3 38,8 35,7 36,1 35,6 19,3 Temperatury tarcz łożyskowych od strony końca wału mierzono za pomocą termometru kontaktowego. Wartości tych temperatur, podane w tabeli 1, wskazują, że przez większość czasu próby łożyska od strony końców wałów pracowały w temperaturze zbliżonej do krytycznej. Należy dodać, że łożyska od strony wentylatorów były intensywniej chłodzone i pracowały w niższych temperaturach.

100 4. WYNIKI PRÓB DŁUGOTRWAŁYCH Po upływie ok. 1300 godzin pracy rozcięto łożyska w celu analizy stanu powierzchni bieżni. Rezultaty eksperymentu były następujące: Bieżnie łożysk silników zasilanych z sieci 380 V (silniki nr 1 i 2) nie wykazywały śladów uszkodzeń, wżerów lub zmatowień były gładkie i błyszczące. Wynika to z faktu, że napięcia łożyskowe, których przyczyną było niecentryczne ustawienie wirników miały zbyt małe wartości (< 0,3 V) [3, 4], aby spowodować przebicie filmu olejowego prądy rozładowcze nie występowały. Bieżnie łożysk silników zasilanych z falownika przy uziemionych poprzez szczotki wałach (silniki nr 5 i 6) również nie wykazywały uszkodzeń od prądów łożyskowych. Bieżnie były gładkie i błyszczące. Uziemienie wałów sprawia, że nie istnieje na nich napięcie wałowe i w konsekwencji nie występuje prąd rozładowczy w łożyskach. W silnikach zasilanych z falownika PWM (silniki nr 3 i 4) na bieżniach zewnętrznych i wewnętrznych łożysk wystąpiły ślady działania prądów łożyskowych w postaci zmatowień i rys, dobrze widoczne po powiększeniu optycznym (rys. 2 i 3). Rys. 2. Ślady działania prądów łożyskowych na zewnętrznej i wewnętrznej bieżni łożyska od strony końca wału w silniku nr 3 (powiększenie ok. 3 ) Fig. 2. The traces of acting of bearing currents on inner and outer raceway of bearing of motor supplied from inverter Rys. 3. Ślady działania prądów łożyskowych na zewnętrznej i wewnętrznej bieżni łożyska od strony końca wału w silniku nr 4 (powiększenie ok. 3 ) Fig. 3. The traces of acting of bearing currents on inner and outer raceway of bearing of motor supplied from inverter

Ślady działania prądów łożyskowych na bieżniach łożysk były niewielkie i nie powodowały pogorszenia ich własności. Należy jednak zaznaczyć, że w czasie próby silniki przepracowały ok. 1300 godzin. Jeżeli uwzględnić, że katalogowa trwałość łożysk wynosi 18000 60000 godzin, to czas wykonanej próby był stosunkowo krótki. Z drugiej jednak strony, w czasie próby warunki pracy łożysk z punktu widzenia prądów łożyskowych były bardziej niekorzystne niż w czasie pracy silników pod obciążeniem, gdyż temperatura łożysk, a więc i smaru była bliska temperaturze krytycznej, przy której występuje maksymalna liczba impulsów prądu rozładowczego. Obciążenie silnika powoduje bowiem wzrost temperatury czynnika smarującego do temperatury zwarcia łożyska. Reasumując, wyniki badań długotrwałych potwierdziły występowanie prądów łożyskowych w silnikach indukcyjnych zasilanych z falowników PWM, lecz ich zauważalne skutki destrukcyjne mogą się pojawiać dopiero po dłuższym czasie pracy silnika. 101 5. WNIOSKI Wyniki badań długotrwałych silników indukcyjnych przy różnych wariantach zasilania wskazują, że zasilanie falownikowe powoduje powstawanie zjawisk w silniku, które w rezultacie prowadzą do uszkadzania powierzchni bieżni łożysk tocznych. Zaobserwowane uszkodzenia powierzchni bieżni łożysk silnika zasilanego z falownika PWM nie są znaczące i łożyska te mogłyby pracować jeszcze przez długi czas, nie zmienia to jednak faktu niszczycielskiego wpływu prądu rozładowczego na łożyska. Próby wykonywano na silnikach o mocy 4,5 kw; w silnikach tych pojemności wewnętrzne przyjmują stosunkowo niewielkie wartości i procesy elektroerozyjne zachodzące w łożyskach nie są szybkie. Należy przypuszczać, że w silnikach dużej mocy, o dużych wartościach pojemności wewnętrznych i zasilanych z falowników o wyższym napięciu procesy niszczące w łożysku zachodzą znacznie szybciej i mogą być powodem awarii silnika. Badania wykazały również, że stosowanie jako środka ochrony łożysk przed działaniem prądów uziemienia wału za pomocą szczotki całkowicie spełnia swoje zadanie. Na powierzchni bieżni łożysk silnika zasilanego z falownika lecz z uziemionym wałem nie znaleziono śladów uszkodzeń wywołanych działaniem prądów łożyskowych. Zagrożenia dla łożysk występują w określonych obszarach pracy silnika, gdy łożyska pracują przy temperaturze czynnika smarującego zawartej pomiędzy temperaturą przebicia i temperaturą zwarcia. Badania eksperymentalne wykazały, że przy obciążeniu znamionowym silnika i ustalonych przyrostach temperatury destrukcyjny wpływ zasilania falownikowego na łożyska silnika jest w znacznej mierze ograniczony, bowiem występujące wówczas zwarcie elektryczne przynajmniej jednego z łożysk (przeważnie od strony obciążenia) eliminuje napięcie wałowe i impulsy prądu rozładowczego nie mogą się pojawiać. Z tego punktu widzenia należy więc unikać pracy silnika zasilanego z falownika na biegu jałowym przez dłuższy czas oraz ograniczać liczbę rozruchów.

102 Niszczącego oddziaływania prądów łożyskowych można uniknąć, spełniając jeden z wymienionych niżej warunków bez stosowania środków ochronnych: oba łożyska pracują w temperaturach niższych niż temperatura przebicia łożyska, przynajmniej jedno z łożysk pracuje w temperaturze wyższej niż temperatura zwarcia łożyska. LITERATURA [1] KRZEMIEŃ Z., Pomiary i analiza zjawisk ubocznych występujących w silnikach indukcyjnych zasilanych z falowników PWM, VII Sympozjum PPEE 97, s. 211 216. [2] KRZEMIEŃ Z., The Additional Phenomena which Appear in Induction Motors Fed from PWM Inverters. Konferencja EPE 1997 Trondheim, Norwegia, s. 2.515 2.519. [3] KRZEMIEŃ Z., Uszkodzenia łożysk w silnikach indukcyjnych zasilanych z falowników PWM. Wiadomości Elektrotechniczne 1998, nr 4, s. 200 208. [4] KRZEMIEŃ Z., Bearing currents in induction motors supplied with power from PWM inverters. Konferencja ICEM 98 Stambuł, wrzesień 1998, s. 592 596. THE INFLUENCE OF BEARING CURRENTS ON RACEWAYS BEARINGS CONDITIONS IN INDUCTION MOTORS SUPPLIED FROM PWM INVERTERS Experimental testing and theoretical analysis of phenomena which appear in induction motors supplied from inverters indicated that in rotors appears shaft voltage so bearing currents can appear too. However question not completely explained was problem of qualitative and quantitative affecting on raceways bearings condition of induction motors supply from PWM inverters. In order to resolve this question performed following experiment: six new induction motors of the same type supply of following way: two motors supply directly from mains; two motors supply from PWM inverter; two motors supply from PWM inverters but the shaft motors were grounding using the brushes. Past one year of motors work bearing were cutting in order to make analysis of raceways bearings condition. The results of experiment were following: The surfaces of raceways bearings of motors supply from main were smooth and shine, were not damages. The surfaces of raceways bearings of motors supply from inverter but the shaft motors were grounding using the brushes were smooth and shine too. However on the surfaces of raceways bearings of motors supply from inverter found a traces of acting of bearing currents in the form of frostings and spark tracks. These damages were not big, they were good seeing on the optical increase. The photo below presents the example of this damage. In the paper are presented the results of experiments and discussed reasons and conditions of created damages on surfaces of induction motors bearings supplied from inverters.