Tension d’arbre – Wikipedia wiki
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Phénomène dans les moteurs électriques et les générateurs
Tension d’arbre Se produit dans les moteurs électriques et les générateurs en raison de fuites, d’induction ou de couplage capacitif avec les enroulements du moteur. Il peut se produire dans les moteurs alimentés par des entraînements variables de fréquence, comme souvent utilisé dans les systèmes de chauffage, de ventilation, de climatisation et de réfrigération. Les machines DC peuvent avoir un courant de fuite des enroulements d’armature qui dynamise l’arbre. Les courants dus à la tension de l’arbre provoquent une détérioration des roulements du moteur, mais peuvent être empêchés avec une brosse de mise à la terre sur l’arbre, la mise à la terre du cadre du moteur, l’isolation des supports de roulement ou le blindage.
La tension de l’arbre peut être induite par des champs magnétiques non symétriques du moteur (ou du générateur) lui-même. Les sources externes de tension de l’arbre comprennent d’autres machines couplées et la charge électrostatique due aux ceintures en caoutchouc frottant sur les poulies d’entraînement. [d’abord]
Chaque rotor a un certain degré de couplage capacitif aux enroulements électriques du moteur, [2] [3] Mais le condensateur en ligne efficace agit comme un filtre passe-haut, donc le couplage est souvent faible à une fréquence de ligne de 50 à 60 Hz. Mais de nombreux entraînements de fréquences variables (VFD) induisent une tension significative sur l’arbre du moteur entraîné, en raison de la commutation kilohertz des transistors bipolaires de porte isolés (IGBT), qui produisent la modulation de largeur d’impulsion utilisée pour contrôler le moteur. [4] La présence de courants de terre à haute fréquence peut provoquer des étincelles, des arcs et des chocs électriques et peut endommager les roulements. [5]
Contre-mesures [ modifier ]]
Les techniques utilisées pour minimiser ce problème comprennent: l’isolation, les chemins de décharge alternatifs, le bouclier Faraday, [6] Roulements isolés, roulements en céramique, pinceau de mise à la terre [6] et anneau de mise à la terre de l’arbre.
Bouclier de faraday [ modifier ]]
Un moteur à induction à blindage électrostatique (ESIM) est une approche du problème de la tension d’arbre, car l’isolation réduit les niveaux de tension en dessous de la dégradation diélectrique. Cela arrête efficacement la dégradation des roulements et offre une solution à l’usure des roulements accélérés causés par la canalisation, induits par des onduleurs modulés (PWM) de la largeur de pouls (PWM). [7]
Brosse de mise à la terre [ modifier ]]
La mise à la terre de l’arbre en installant un dispositif de brosse de mise à la terre à l’extrémité non entraînée ou à l’extrémité d’entraînement d’un moteur électrique VFD fournit un autre chemin à faible impédance de l’arbre du moteur au boîtier du moteur. Cette méthode canalise le courant loin des roulements. Il réduit considérablement la tension de l’arbre et le courant portant donc en ne permettant pas à la tension de s’accumuler sur le rotor. Les brosses de mise à la terre à faible entretien ont été testées sur le terrain et prouvées pour fonctionner jusqu’à 10 ans à 1800 tr / min tout en conservant la tension cible nécessaire qui empêche les dommages cautionnés électriques pendant toute la durée de vie de la brosse. [8]
Bague de mise à la terre [ modifier ]]
Un anneau de mise à la terre (SGR) est similaire à une brosse de mise à la terre, sauf que cette brosse utilise des micro-fibres conductrices, créant un chemin à faible impédance de l’arbre du moteur à la terre.
Roulements isolés [ modifier ]]
Les roulements isolés éliminent le chemin de la terre à travers le roulement pour que le courant s’écoule. Cependant, l’installation de roulements isolés n’élimine pas la tension de l’arbre, qui trouvera toujours le chemin d’impédance le plus bas jusqu’à la masse. Cela peut potentiellement causer un problème si le chemin se passe par la charge entraînée ou via un autre composant.
Câble blindé [ modifier ]]
La mise à la terre à haute fréquence peut être considérablement améliorée en installant un câble blindé avec un chemin d’impédance extrêmement faible entre le VFD et le moteur. Un type de câble populaire est le câble de gaine en aluminium ondulé continu.
Voir également [ modifier ]]
Les références [ modifier ]]
- ^ Hamid A. Toliyat, G. B. Kliman Manuel de moteurs électriques CRC Press, 2004 ISBN 0824741056, pp.672-688
- ^ “Tourner les tables sur la tension de la tige et les courants de portage”, David W. Schlegel, Russel J. Kerkman et Gary L. Skibinski, Magazine de construction et d’entretien électrique (EC&M) , Juin 1998, [d’abord]
- ^ “Comment sélectionner un VFD”, John Yoon (PE, LEED AP), Ingénieur spécifiant au conseil , Novembre 2010, [2]
- ^ Terre à la terre. Une solution aux courants de roulement moteur
- ^ “Technique de contrôle” .
- ^ un b Les courants portent-ils vos défaillances de moteur? Vertige
- ^ Busse, D.F.; Erdman, J.M.; Kerkman, R.J.; Schlegel, D.W.; Skibinski, G.L. (1997). “Une évaluation du moteur à induction à blindage électrostatique: une solution pour l’accumulation de tension d’arbre du rotor et le courant de roulement”. Transactions IEEE sur les applications de l’industrie . 33 (6): 1563–1570. est ce que je: 10.1109 / 28.649969 .
- ^ “Systèmes de mise à la terre” (PDF) . Récupéré 30 mars 2023 .
Liens externes [ modifier ]]
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