Laakerit ovat sähkömoottorien suurin yksittäinen vikaantumissyy, näitä ovat kitkahäviöt, laakerivirtojen aiheuttama eroosio, voiteluaineen likaantuminen, virheellinen asennus nopeuttaa kulumista ja energiankulutusta.
Koneiden mukana tulevissa ohjeissa kuvataan koneen tavanomaiset pyörimisnopeudet sekä enimmäispyörimisnopeudet. Noudata kyseisiä ohjeita.
Kuulalaakerin tärkein tehtävät ovat kitkan vähentäminen ja tasaisen pyörimisen mahdollistaminen. Nykyajan laakerit ovat erittäin tarkkoja.
Hyvä laatuiset laakerit ja oikeaan käyttölämpötilaan, oikea laakerivälys ehkäisee laakerivaurioita.
Laakerivirrat aiheuttavat laakerivaurioita
Laakerikuulalla on minimaalinen kosketuspinta laakerin sisä- ja ulkokehiin niiden pallomaisen muodon vuoksi, minkä vuoksi laakerivirrat pääsevät purkautumaan kosketuspinnan kautta.
Taajuusmuuttajakäytöissä kannataa seurata laakerien kestoa, erityisesti IEC 160 runkokoosta suurempien moottoreiden. Niissä laakerivirrat alkavat yleistymään. Ja sitä pienemmissä laitteistorakenne voi mahdollistaa rakenteellisen laakerivirran.
Ongelmallisia laakerivirtoja aiheuttaa etenkin PWM pulssitaajuusmodulaatio -tyyppisen taajuusmuuttajan syöttämä yhteismuotoinen jännite sekä korkeat kytkentätaajuudet.
Korkeat kytkentätaajuudet mahdollistaa jännitteen indusoitumisen moottorin akselille.
Kun jännite kasvaa tarpeeksi suureksi, ylittyy moottorin laakeripintojen välinen resistanssi ja tapahtuu läpilyönti.
Purkautunut varaus kulkee laakerin kosketuspinnan läpi eli virrantiheys läpilyönnin aikaan on suuri.
Laakerivirtojen muodostumistapa riippuu erityisesti moottorin koosta sekä moottorin rungon ja akselin maadoitustavasta.
Asianmukaisella moottorikaapeloinnilla on suuri merkitys laakerivirtojen moottorin laakeroinnille aiheuttamien vaurioiden ehkäisyssä. Laakerivirtojen aiheuttamia ongelmia voidaan ehkäistä moottorin rakenteella.
Laakerivirtojen aiheuttama eroosio aiheuttaa voiteluaineen likaantumista. Likaantuminen heikentää voitelua, joka nopeuttaa vaurion muodostumista.
Laakerit ovat sähkömoottorien suurin vikaantumissyy, jonka syntyyn vaikuttaa puutteellinen voitelu. Voiteluaine kalvon paksuus viertälaakerin kosketuspinnalla on alle 1 µm
Laakerin kautta kiertävä suuritaajuuksinen virta
Moottorin akselijännite kasvaa tarpeeksi suureksi, jolloin jännite pääsee purkautumaan moottorin laakerin kautta aiheuttaen laakerivaurion.
Riskiryhmänä keski- ja isotehoiset moottorit. IEC-runkokoosta 280 alkaen, yli Pn 100 kW.
Kapasitiivinen purkausvirta
Pienissä IEC moottoreissa (alle 280 runkoiset), yhteismuotoinen -common mode jännite saattaa aiheuttaa suuritaajuuksisia laakerivitapulsseja.
Näin voi tapahtua, jos akselia ei ole maadoitettu kuormakoneen kautta ja moottori on maadoitettu normaaliin tapaan.
Akselin kautta kulkeva maadoitusvirta
Moottorin staattorin vuotovirta virtaa takaisin taajuusmuuttajaan joka on virran lähde. Tällöin moottorin rungon jännite kasvaa.
Jos moottorin akseli on maadoitettu kuorman kautta, voi tarpeeksi suureksi kasvanut jännite aiheuttaa virran, joka kiertää moottorin D-pään laakerin kautta aiheuttaen laakerivaurion.
Ongelmien ehkäisy
Taajuusmuuttajakäytöissä laakerivirtoja on perinteisesti ehkäisty käyttämällä eristettyä laakeria moottorin N-päässä (Non Drive End), sekä käyttämällä suojattua moottorikaapelia ja maadoittamalla moottori asianmukaisesti.
Eristetyt laakerit saatavilla IEC 71-250 runkoisten moottoreiden jompaan kumpaan tai molempiin päihin moottoria, jolloin virta ei pääse enään kulkemaan moottorin laakereiden kautta.
WEG motors sähkömoottoreihin on saatavilla eristetty laakerikilpi, jolloin moottorissa voi käyttää normaaleita laakereita.
Maadoitusharja on saatavilla 132 – 250 IEC-runkoisiin moottoreihin valmiiksi tehtaalta asennettuna tai jälkiasennukseen.
