Hat-Frekansıyla Çalıştırılan Motorlarda Neden Şaft Akımı Oluşur?

Akım üretimi için iki temel ön koşul gerilim ve kapalı devredir. Şaft akımı yalnızca kapalı bir iletken yol boyunca şaft voltajı mevcut olduğunda oluşabilir. Peki endüstriyel güç frekansında çalışan motorlarda neden şaft gerilimi ortaya çıkıyor? İki temel mekanizma, dönen makinelerde şaft voltajı üretir: alternatif manyetik akı ve statik yük birikimi.

Alternatif manyetik akı tarafından indüklenen şaft voltajı sürekli ve periyodiktir. Normal çalışma koşulları altında, motor rotoru simetrik sinüzoidal alternatif manyetik alan içerisinde döner. Rotor manyetik akıyı kestikçe indüklenen alternatif elektromotor kuvveti (EMF), dengeli alternatif akımlar üretir, dolayısıyla ideal senaryolarda rotor şaftının iki ucu arasında asimetrik voltaj mevcut değildir. Bununla birlikte, stator çekirdeği boyunca çevresel olarak dağıtılan eşit olmayan manyetik isteksizlik, dengesiz alternatif EMF yaratır ve bu da eksenel olarak yönlendirilmiş şaft voltajı üretir. Buna karşılık, statik yükten kaynaklanan şaft voltajı kesintilidir ve-periyodik değildir. Motorun çalışması sırasında, proses sıvısı yükleri ile dönen bileşenler arasındaki sürtünme, rotor düzeneği üzerinde statik yük oluşturur; sürekli şarj birikimi daha sonra şaft voltajı geliştirir.

Orta ve büyük AC motorlar için, rotor mili voltajı boyunca iletken bir kapalı döngü oluştuğunda,şaft akımıyüksek akım ile düşük voltajın tipik özelliğini taşıyan ortaya çıkacaktır. Şaft ve yatak burçları, motor yatakları bir yağ filmi üzerinde desteklenerek, yağlama yağıyla ayrılır. Şaft voltajının nispeten düşük büyüklüğü göz önüne alındığında, yalıtkan yağ filmi genellikle bozulmadan sağlam kalır.

Yüksek-hızlı rotor dönüşü sırasında, standardın altındaki yağlama kalitesi veya yetersiz yağ beslemesi kırılır ve yağ filmini parçalayarak şaft ile yatak burcunu doğrudan metalik temasa getirir. Şaft voltajında ​​anında kapalı bir devre oluşur ve düşük-voltaj arızasını tetikler. Ortaya çıkan şaft akımı anında birkaç yüz hatta binlerce ampere ulaşır; bu da şaft muylusunu ve yatak burçlarını yakmaya yeterlidir.

Operasyonel sürtünmeden kaynaklanan statik yük, şaft üzerinde kademeli olarak birikir ve şarj olurken şaft potansiyelini sürekli olarak yükseltir. Dönen şaft herhangi bir sabit harici bileşene temas ederse boşaltma hemen gerçekleşir. Şaftın dönmeyen parçalardan izole kalması durumunda- aşırı yüksek voltaj oluşana kadar statik yük birikmeye devam eder. Bu voltaj, yatak yağı filminin dielektrik dayanımını aştığında hızlı bir deşarj meydana gelir veşaft akımı.

Bu akım, dönen mil, rulman iç bileziği, rulman dış bileziği ve rulman yatağından oluşan kapalı bir döngü içerisinde dolaşır. En belirgin arıza işareti, muylu yüzeyinde ve yatak iç yatağında elektrik ark deşarjının neden olduğu küçük, derin dairesel çukurlaşma korozyonudur. Bu tür çukurlaşmalar, yağ filmi oluşumunu ve bütünlüğünü bozar ve mil ile yatak arasındaki hassas uyumu bozarak, yatağı çalışmaz hale getirir. Ciddi durumlarda, ağır yük nedeniyle mil muylusunun ve yatak burçlarının temas yüzeylerinde yoğun elektrik arkları oluşur.şaft akımıbu bileşenlere ciddi şekilde zarar verir. Bu, aşırı motor titreşimine ve anormal gürültüye yol açarak sonuçta motorun normal şekilde çalışamamasına neden olur.