베어링 플루팅이란?

베어링 홈은 전기 모터에서 발생하는 일반적인 문제로, 조기 베어링 고장과 값비싼 수리 비용을 초래합니다. 이 기사에서는 전기 모터의 수명과 성능을 유지하는 데 도움이 되는 베어링 홈의 원인, 식별 및 예방을 살펴봅니다.

베어링 플루팅이란?

베어링 플루팅은 가변 주파수 드라이브(VFD)에 의해 유도된 샤프트 전압 및 전류로 인해 발생하는 전기 베어링 손상의 한 유형입니다. 이러한 현상으로 인해 베어링 궤도에 독특한 빨래판이나 홈 패턴이 생겨 조기 베어링 고장, 소음 증가, 진동이 발생합니다.

베어링 플루팅의 원인

• VFD에서 유도된 샤프트 전압 및 전류: VFD에 있는 전력 반도체의 고주파 스위칭은 공통 모드 전압을 생성하여 고정자 권선, 회전자 및 모터 샤프트 사이에 기생 용량을 발생시킬 수 있습니다. 이 용량 결합 전압으로 인해 샤프트 전류가 모터 베어링을 통해 접지로 흐르게 됩니다.
• 빈번한 전기 방전 용융 및 피트 베어링 표면: 유도된 샤프트 전압이 베어링 윤활막의 절연 내력을 초과하면 파손되어 베어링을 통해 전류가 방전됩니다. 방전 가공(EDM)과 유사한 이 공정은 베어링 표면의 국부적인 용융 및 구멍을 유발합니다.
• 샤프트 전압이 축적되어 모터 베어링을 통해 방전됩니다.: 샤프트 전압이 축적됨에 따라 모터 베어링을 통과하는 접지 저항이 가장 적은 경로를 찾습니다. 베어링을 통해 전류가 반복적으로 방전되면 궤도가 점진적으로 손상되고 홈 패턴이 형성됩니다.

베어링 플루팅 식별

• 베어링 소음이 들립니다.: 홈이 있는 베어링은 작동 중에 뚜렷한 가청 소음을 발생시키는 경우가 많으며, 이는 베어링 손상의 조기 징후가 될 수 있습니다. 소음은 홈이 있는 궤도의 불규칙한 표면으로 인해 발생하며 진동과 소음 수준이 증가합니다.
• 베어링 궤도의 홈 패턴: 검사 시 베어링 홈은 베어링 궤도에 균일한 간격의 평행한 홈이나 능선이 있는 것이 특징입니다. 이 빨래판과 같은 패턴은 샤프트 전류로 인해 전기 베어링이 손상되었다는 분명한 신호입니다.

베어링 플루팅 방지

• 적절한 VFD 케이블 차폐 및 접지: VFD 전원 케이블이 적절하게 차폐되고 접지되어 공통 모드 전압 생성을 최소화하고 축 전류 위험을 줄이도록 합니다.
• 접지 모터 샤프트: 샤프트 전류가 모터 베어링을 우회하여 접지로 흐르는 낮은 임피던스 경로를 제공하기 위해 카본 브러시 또는 접지 링과 같은 샤프트 접지 장치를 설치하십시오.
• 전도성 그리스 사용: 금속 입자나 탄소나노튜브가 포함된 전도성 베어링 그리스를 적용하여 축 전류 방전 경로를 제어하여 베어링 손상 위험을 줄입니다.
• 절연 세라믹 베어링 설치: 표준 강철 베어링을 절연 세라믹 베어링으로 교체하십시오. 이는 전기 전도성이 낮고 베어링을 통한 샤프트 전류 흐름을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 패러데이 쉴드가 있는 피팅 샤프트: 모터 샤프트 주위에 패러데이 쉴드를 설치하여 고정자와 회전자 사이의 용량성 결합을 차단하여 샤프트 전압 및 전류 발생을 줄입니다.
• VFD 출력 필터 추가: dV/dt 필터 또는 공통 모드 초크와 같은 VFD 출력 필터를 구현하여 전압 펄스의 크기와 상승 시간을 줄이고 샤프트 전류 및 베어링 손상 위험을 최소화합니다.
• 저임피던스 접지 경로 생성: 모터 프레임, 베어링 하우징 및 VFD 사이에 저임피던스 접지 연결을 설정하여 샤프트 전류 흐름에 대한 대체 경로를 제공하여 베어링 손상 가능성을 줄입니다.

자주 묻는 질문

베어링의 스폴링이란 무엇입니까?

스폴링(Spalling)은 과도한 하중, 부적절한 윤활 또는 재료 피로로 인해 베어링 표면이 벗겨지거나 부서지는 것을 특징으로 하는 베어링 손상의 한 형태입니다. 뚜렷한 빨래판 패턴을 갖는 홈과 달리 스폴링은 베어링 궤도나 롤링 요소의 불규칙한 구멍이나 박리로 나타납니다.

전기 피팅이란 무엇입니까?

전기 피팅은 베어링을 통과하는 전류로 인해 발생하는 베어링 손상의 일종으로, 국부적인 용융이 발생하고 베어링 표면에 작은 크레이터나 피트가 형성됩니다. 이 손상은 방전 가공(EDM)으로 인한 구멍과 유사하며 확인하지 않고 방치할 경우 조기 베어링 고장으로 이어질 수 있습니다.

결론

베어링 홈은 VFD 구동 모터 시스템에서 흔히 발생하는 문제로, 조기 베어링 고장과 운영 비용 증가를 초래합니다. 유지보수 전문가는 베어링 홈의 원인, 식별 및 예방 전략을 이해함으로써 이 문제를 적극적으로 해결하고 모터 베어링의 수명을 연장할 수 있습니다.

샤프트 전압 및 전류의 영향을 완화하고 VFD 구동 모터 시스템의 신뢰성과 효율성을 보장하려면 적절한 차폐, 접지 및 베어링 보호 기술을 구현하는 것이 필수적입니다.