As correntes de rolamento VFD são correntes elétricas indesejadas que podem passar pelos rolamentos do motor num sistema de acionamento de frequência variável. Podem contribuir para danos nos rolamentos, mas ruído, vibração ou uma falha prematura do rolamento por si só não comprovam a causa. Uma investigação útil combina as evidências de falha do motor com o acionamento, cabo, ligação à terra e disposição do equipamento acionado. Selecione a mitigação apenas após identificar o provável percurso da corrente. Este guia explica o que os compradores e equipas de manutenção devem registar, quais perguntas fazer e como verificar uma solução proposta sem tratar um acessório como uma solução universal.
Um motor alimentado por um acionamento PWM experimenta um ambiente elétrico diferente de um motor ligado diretamente a uma fonte senoidal. A comutação produz rápidas mudanças de tensão. O acionamento, o cabo, a estrutura do motor, o rotor e a instalação circundante formam um sistema com várias possíveis trajetórias para correntes de alta frequência. Uma revisão limitada à classificação de potência do acionamento perde grande parte desse sistema.
O ponto de partida prático é um registo de instalação único: modelo do acionamento, modelo do motor, construção e comprimento do cabo, disposição de terminação, ligação à terra de proteção e a conexão mecânica à máquina acionada. Adicione quaisquer filtros ou proteção de eixo já instalados. Use a disposição real conforme construída, pois uma substituição de cabo ou motor pode alterar as condições mesmo quando as configurações do acionamento permanecem inalteradas.
O Capítulo do manual ASHRAE sobre motores e acionamentos discute a deteção e mitigação de tensão no eixo relacionada com VFD. A sua distinção central de engenharia é útil aqui: medidas que interrompem um percurso não necessariamente resolvem todas as formas de a tensão ou corrente alcançar um rolamento.
O acoplamento capacitivo pode colocar tensão no rotor e no eixo. Em algumas condições, a carga pode descarregar através do filme de lubrificação do rolamento. Outro mecanismo envolve corrente circulante através de um circuito que inclui o eixo, os rolamentos e a estrutura. Outros equipamentos ligados ao eixo também podem fazer parte do percurso de retorno disponível.
Estas descrições explicam por que a localização e o tipo de proteção são importantes. Uma proposta de isolamento do rolamento, uma proposta de aterramento do eixo e uma proposta de filtro de saída desempenham funções diferentes. A sua adequação depende do motor completo e da instalação. Não escolha um projeto apenas com base numa potência máxima citada sem os seus pressupostos originais.
O Visão geral da EASA sobre correntes no eixo e nos rolamentos distingue explicitamente as causas e a necessidade de diferentes soluções. A sua descrição pública é uma visão geral, não substituindo o acesso à gravação completa do treino ou a uma avaliação de engenharia específica do equipamento.
Peça ao fornecedor de reparações para reter e identificar os rolamentos removidos. Registe a extremidade do acionamento e a extremidade não acionada, a orientação da instalação, o histórico de serviço e a condição observada. Obtenha fotografias claras e a explicação do fornecedor de reparações sobre os danos. Mantenha a distinção entre um padrão observado e uma causa raiz confirmada no relatório.
Lubrificação, contaminação, alinhamento, carga mecânica e práticas de instalação ainda requerem revisão. Um rolamento que falhou numa máquina acionada por VFD não falhou automaticamente por causa do VFD. Por outro lado, substituir o rolamento sem revisar um mecanismo elétrico suspeito pode deixar o novo rolamento exposto às mesmas condições.
Construa uma linha do tempo. Note se as falhas começaram após uma conversão do acionamento, uma mudança de motor, um roteamento de cabo mais longo, uma remoção de filtro ou uma alteração na máquina acionada. Registe a faixa de velocidade normal e o ciclo de operação. Uma linha do tempo precisa ajuda um engenheiro a selecionar verificações úteis e evita alterações não relacionadas feitas apenas porque são fáceis de tentar.
Esta tabela de decisão organiza uma discussão técnica; não prescreve uma atualização. Os fabricantes de motores e acionamentos devem rever a configuração final, incluindo qualquer efeito na garantia, proteção, refrigeração, manutenção ou na máquina conectada.
| Área de revisão | Questão a resolver | Evidência necessária antes da aprovação |
|---|---|---|
| Cabo e terminação | A disposição instalada fornece o caminho de retorno de alta frequência pretendido? | Detalhes do cabo, fotografias da terminação e as instruções de instalação correspondentes |
| Aterramento do quadro | A instalação corresponde ao arranjo de aterramento requerido? | Registro de aterramento conforme construído e verificações selecionadas por um engenheiro competente |
| Aterramento do eixo | Qual o caminho de corrente que o dispositivo pretende desviar? | Proposta específica para motor, detalhes de montagem e requisitos de manutenção |
| Isolamento do rolamento | Qual circuito está interrompido e para onde pode a corrente seguir posteriormente? | Arranjo de rolamentos do motor e revisão do equipamento acoplado |
| Tratamento de saída | O filtro proposto resolve o mecanismo de estresse ou corrente identificado? | Declaração de compatibilidade para acionamento, motor, cabo e faixa de operação |
| Verificação | Que observação demonstrará que a condição alvo mudou? | Método antes/depois, condições de operação e registo de acompanhamento |
Uma ligação de baixa resistência verificada para um propósito não estabelece, por si só, o comportamento de toda uma instalação em frequências de comutação. Da mesma forma, um componente anunciado para stress de tensão de saída não deve ser automaticamente descrito como uma solução para todos os caminhos de corrente de modo comum. Exija ao fornecedor que declare a função que está a ser abordada.
Obtenha as instruções do fabricante do acionador sobre o cabo e o aterramento para o modelo exato. Compare o tipo de cabo instalado, o percurso e as terminações com essas instruções. Registe as divergências e solicite uma disposição por escrito. Se uma blindagem foi modificada durante a manutenção, capture esse detalhe em vez de assumir que o projeto original ainda está presente.
O existente Guia de cabos de VFD explica as informações de aquisição necessárias para o cabo de saída. Para uma revisão de corrente de rolamento, adicione as evidências reais de ligação e terminação. Um cabo descrito como adequado para serviço VFD ainda necessita de uma instalação apropriada em ambas as extremidades.
Mantenha a ligação de segurança elétrica intacta. Nunca desconecte um condutor de proteção como experimento para ver se o ruído ou a tensão do eixo mudam. Medições e trabalhos corretivos requerem procedimentos adequados e pessoal competente. Uma solução rápida que remove um caminho de segurança obrigatório não é um método de diagnóstico válido.
Um dispositivo de aterramento do eixo destina-se a fornecer uma rota que contorna um rolamento para a corrente que foi projetada para suportar. A sua eficácia depende da aplicação e do estado do contacto ou ligação. Pergunte como o acesso, a contaminação, o desgaste e a manutenção serão geridos ao longo da vida útil.
Isolar um rolamento pode interromper um circuito específico, mas uma proposta também deve considerar o acoplamento capacitivo e rotas alternativas através de outros rolamentos ou da máquina acionada. Solicite um desenho que identifique qual o rolamento isolado e porquê. Evite aprovar uma lista de peças que deixe o caminho de corrente sem explicação.
Para um motor de substituição, inclua a aplicação do acionador na consulta desde o início. Forneça ao fornecedor do motor as informações do acionador e do cabo, em vez de solicitar uma modificação do rolamento após a entrega. O fornecedor do motor e o fornecedor do acionador devem concordar com o arranjo combinado e identificar quaisquer suposições do local não resolvidas.
A frequência da portadora faz parte do ambiente de comutação, mas a sua alteração também pode afetar o ruído, as perdas e a carga admissível do variador. Não deve ser ajustada aleatoriamente após uma reclamação relativa a um rolamento. Preserve as definições originais e solicite qualquer alteração tecnicamente justificada, com um método de verificação definido.
O artigo sobre a frequência da portadora aborda as compensações mais abrangentes associadas às definições. Esta investigação tem um objetivo mais específico: determinar se a alteração de configuração proposta resolve o mecanismo suspeito de corrente nos rolamentos e se permanece dentro dos limites do equipamento. Um motor mais silencioso após o ajuste não prova que um problema elétrico nos rolamentos tenha sido eliminado.
A palestra de Jim Pytel apresentada abaixo explica a retificação e a inversão por modulação por largura de impulsos (PWM). Fornece informações de base para compreender a forma de onda comutada; não é um tutorial de medição de correntes nos rolamentos. Os procedimentos de diagnóstico e as verificações de aquisição descritos no artigo devem continuar a ser úteis sem depender de uma demonstração em vídeo.
Assista no YouTube — Jim Pytel
Peça ao engenheiro responsável pela investigação que defina os instrumentos, o método de ligação e os estados de funcionamento necessários para obter dados relevantes. As medições convencionais da tensão de alimentação ou da corrente do motor não permitem caracterizar todos os fenómenos de alta frequência no veio. A capacidade dos instrumentos e a configuração são importantes, e uma configuração inadequada pode registar ruído enganador.
Documente a configuração do ensaio para que uma comparação posterior utilize condições equivalentes. Registe a velocidade do motor, a carga, os acessórios ligados, a disposição dos cabos e as definições relevantes. Identifique quais as observações que sustentam a conclusão e quais os aspetos que permanecem incertos. Conserve os dados originais, sempre que disponíveis, em vez de guardar apenas uma declaração de que os resultados foram satisfatórios.
Utilize também uma comparação de manutenção a longo prazo. Acompanhe o funcionamento do conjunto reparado e os resultados das inspeções de acordo com o programa de manutenção. Uma redução imediata de uma condição medida e a ausência posterior de danos recorrentes são tipos diferentes de evidência. Nenhum deles deve ser apresentado como uma garantia universal de vida útil.
Ao considerar a família de variadores de frequência NENA 820 de uso geral, forneça as informações relativas ao motor, aos cabos, à carga e à instalação juntamente com o pedido de cotação. Pergunte quais as medidas externas necessárias para o sistema proposto. As fotografias do produto não comprovam a presença de um filtro de modo comum, de uma função de proteção dos rolamentos ou de uma vida útil garantida para o motor.
Inicie a seleção geral do equipamento com a guia de seleção de inversores de motor, e, em seguida, acrescente a avaliação do risco para os rolamentos como requisito separado, sempre que relevante. O conjunto de documentos de aquisição resultante deve especificar as medidas propostas, as responsabilidades de instalação, as evidências de aceitação e as obrigações de manutenção. Desta forma, o projeto dispõe de uma proposta de sistema verificável, em vez de uma promessa associada a um único componente.
Não. Preserve as evidências do rolamento danificado e investigue a lubrificação, contaminação, alinhamento e carga, bem como possíveis mecanismos elétricos. O ruído sozinho não é um diagnóstico da causa raiz.
Não. A isolação interrompe caminhos específicos, enquanto outros podem permanecer através do motor ou do equipamento acoplado. A configuração completa necessita de uma revisão de engenharia específica para o motor.
Deve ser selecionado e instalado para o motor real e o mecanismo de corrente. Confirme a montagem, compatibilidade, acesso, manutenção e o método para verificar o efeito pretendido.
Inclua os dados do motor, o tipo e o comprimento do cabo, as disposições de ligação à terra e de terminação, a gama de velocidades e de cargas, o equipamento acionado, as proteções existentes e qualquer histórico de danos nos rolamentos.
