Wellenströme und Lagerschäden: Expertenlösungen zur Verlängerung der Elektromotor-Lebensdauer

Wellen-Spannungen und -Ströme, die die Lagerlebensdauer reduzieren können, sind seit über einem Jahrhundert bekannt. Frühe Forschung identifizierte mehrere Verursacher: versehentlich an einen Motorrahmen angelegte Potenziale, elektrostatische Aufladung, Wellenmagnetisierung, elektrische Dissymmetrie und Common-Mode-Spannung. Jeder dieser Faktoren kann einen schädlichen elektrischen Pfad durch Rotor, Lager und Rahmen schaffen.

Wenn Rotor und der Eisenkern des Statorrahmens auf unterschiedlichen Potenzialen liegen, bildet sich ein sekundärer Loop, der induzierte Ströme durch die Lager oder über ein kapazitives Netzwerk fließen lässt. Dies etabliert eine Spannung zwischen Rotor und Statorrahmen und schafft einen Pfad über das Lager zur Erde. Steigt die Spannung, kann sie über das Lager in einem Versuch, Erde zu erreichen, Lichtbogen bilden. Ein langsam laufender Motor hält die Kugeln in Kontakt mit der Laufbahn, was den Strom kontinuierlich ableitet und Spannungsaufbau verhindert. Im Gegensatz dazu lässt ein schneller Motor einen dünnen Fettfilm die Kugeln von der Außenlaufbahn trennen, wodurch sich Spannung aufbauen und potenziell einen schädlichen Lichtbogen durch das leitfähige Fett erzeugen kann.

Praktische Abhilfen umfassen isolierte Lager, Wellenerdung und nicht-leitfähiges Fett. Weniger verbreitete Lösungen sind Faraday-Schilde, individuell abgestimmte Filter und hochspezialisierte Inverter-Designs, die kostspielig sein können.

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