Laakerivirrat ja niiden ehkäisy

Laakerivirtoja esiintyy erityisesti taajuusmuuttajakäytöissä, joissa taajuusmuuttajan aiheuttamat suuritaajuiset jännitepulssit voivat aiheuttaa moottoreiden laakereiden kautta purkautuvia virtapulsseja.

Laakerivirtojen synty

Muodostumistapa riippuu erityisesti moottorin koosta sekä moottorin rungon ja akselin maadoitustavasta. Asianmukaisella moottorikaapeloinnilla on suuri merkitys laakerivirtojen moottorille aiheuttamien vaurioiden ehkäisyssä. Lisäksi moottorin rakenteella voidaan ehkäistä laakerivirtojen aiheuttamia ongelmia.

Suuritaajuisia laakerivirtoja aiheuttava jännite voi syntyä kolmella eri tavalla:

1. Laakerin kautta kiertävä suuritaajuuksinen virta:

• Moottorin akselijännite kasvaa tarpeeksi suureksi, jolloin jännite pääsee purkautumaan moottorin laakerin kautta aiheuttaen laakerivaurion.
• Riskiryhmänä keski- ja isotehoiset moottorit. Runkokoot >280, Pn > 100kW.

2. Akselin kautta kulkeva maadoitusvirta:

• Moottorin staattorin vuotovirta virtaa takaisin taajuusmuuttajaan joka on virran lähde. Tällöin moottorin rungon jännite kasvaa. Jos moottorin akseli on maadoitettu kuorman kautta, voi tarpeeksi suureksi kasvanut jännite aiheuttaa virran, joka kiertää moottorin D-pään laakerin kautta aiheuttaen laakerivaurion.

3. Kapasitiivinen purkausvirta:

• Pienissä moottoreissa <280-runkoiset, yhteismuotoinen (common mode) jännite saattaa aiheuttaa suuritaajuuksisia laakerivitapulsseja. Näin voi tapahtua, jos akselia ei ole maadoitettu kuormakoneen kautta ja moottori on maadoitettu normaaliin tapaan.

Ongelmien ehkäisy

Perinteisesti laakerivirtoja on ehkäisty taajuusmuuttajakäytössä käyttämällä eristettyä laakeria moottorin N-päässä, sekä käyttämällä suojattua moottorikaapelia ja maadoittamalla moottori asianmukaisesti.

ABB:tä löytyy myös ratkaisu pienempien moottoreiden (<280-runkoiset) laakerivirtojen ehkäisyyn.

132 – 250 runkoisiin moottoreihin on saatavilla maadoitusharja, jolla virta pääsee kulkemaa harjan kautta, eikä näin vaurioita moottorin laakeria. Maadoitusharja on saatavilla tehtaalta valmiiksi moottoriin asennettuna tai sen voi myös asentaa moottoriin jälkikäteen.

71-250-runkoisiin moottoreihin on myös saatavilla eristetyt laakerit molempiin päihin moottoria, jolloin virta ei pääse kulkemaan moottorin laakereiden kautta.