Como os cabos blindados podem reduzir as correntes de rolamento prejudiciais
Ao operar motores elétricos com conversores de frequência, muitas vezes ocorrem correntes indesejáveis nos rolamentos, que podem afetar significativamente a vida útil dos rolamentos de contato. Cientistas da TU Darmstadt investigaram essas correntes de rolamento – e descobriram que elas podem ser reduzidas em alguns casos com a ajuda de cabos de alimentação de motor blindados.
Correntes de rolamento são correntes indesejadas que surgem durante a operação de motores elétricos. Eles fluem através dos rolamentos de rolos que conectam o rotor móvel ao estator fixo do motor. As correntes de rolamento ocorrem principalmente em inversores cuja velocidade é alterada usando um conversor de frequência e podem causar danos significativos aos rolamentos. Correntes de mancal com altas densidades de corrente podem ocorrer, principalmente se o conceito de aterramento estiver incorreto, fazendo com que o metal no anel do mancal derreta ou mesmo evapore. O resultado são crateras e as chamadas ondulações no rolamento, que são perceptíveis através do aumento das vibrações e do desgaste mais rápido. Como resultado, o rolamento geralmente falha alguns meses após a instalação.
Existem quatro tipos de correntes de rolamento, cada uma influenciada por diferentes fatores e com diferentes graus de impacto:
- As correntes capacitivas dos mancais são causadas pela tensão através do mancal mudando e compensando as correntes que fluem. Estes são normalmente muito pequenos para serem prejudiciais.
- Correntes de rolamento de descarga (EDM) são correntes de descarga pulsadas. Eles podem ocorrer se a tensão aumentar no rolamento através do filme lubrificante até que ele seja quebrado eletricamente.
- As correntes de rolamento circulares são correntes circulares na máquina elétrica. Isso é causado por um fluxo de anel magnético de alta frequência ao redor do eixo, que induz uma tensão ao longo do eixo.
- Correntes de rolamentos rotor-terra podem ocorrer se o rotor do acionamento elétrico for adicionalmente aterrado através de uma caixa de engrenagens ou outro dispositivo e sua impedância de terra for menor que a do estator. A corrente flui proporcionalmente da carcaça do motor através dos mancais para o eixo e através da conexão de aterramento do rotor.
No entanto, ao projetar o rolamento de forma adequada, utilizando rolamentos híbridos ou cerâmicos, bem como escovas, filtros e anéis de aterramento, os engenheiros projetistas têm algumas opções para reduzir e evitar essas correntes indesejadas.
Em um estudo, os cientistas da TU Darmstadt compararam as correntes de rolamento para tipos de cabos com e sem blindagem em várias configurações de teste.
Triagem faz a diferença
Um critério decisivo é a seleção do cabo do motor correto – este foi o resultado de um estudo do Instituto de Conversão de Energia Elétrica da Universidade Técnica de Darmstadt, realizado com a cooperação da HELUKABEL. Os cientistas compararam as correntes de rolamento para tipos de cabos com e sem blindagem em várias configurações de teste. No processo, eles descobriram que as correntes de rolamento rotor-terra, em particular, podem ser significativamente reduzidas usando cabos blindados.
Os cabos blindados são um método simples e eficaz para proteger os rolamentos de contato de rolamento contra desgaste prematuro e falhas. Uma vantagem adicional: sua blindagem também evita radiação elétrica indesejada para outros dispositivos e, assim, contribui para a compatibilidade eletromagnética (EMC) de todo o sistema.
Em seus testes, a equipe da TU Darmstadt usou cabos de motor HELUKABEL do tipo TOPFLEX-EMV-UV-3 PLUS 2YSLCYK-J. Este cabo de blindagem dupla foi projetado para operação livre de interferências de conversores de frequência. Além disso, é resistente aos raios UV e às intempéries e, portanto, adequado para uso externo. A HELUKABEL oferece sua série TOPFLEX em várias versões de acordo com diferentes requisitos – e possui uma ampla gama de cabos servo e de feedback para a indústria e engenharia mecânica.
As correntes de rolamento causam crateras e os chamados riffles no rolamento de rolos, que se tornam perceptíveis com o aumento das vibrações e o desgaste ainda mais rápido.