Некоторые подшипники электродвигателей устанавливаются и смазываются надлежащим образом, однако после некоторого времени работы начинают издавать ненормальные шумы, усиливаться вибрация и повышаться температура. При разборке обнаруживается, что на поверхности канавок подшипника появились рябизна, ямки или даже следы нагрева — вероятно, это вызвано электрохимической коррозией. Электрохимическая коррозия в подшипниках электродвигателей представляет собой достаточно серьёзный вид отказа, способный негативно сказаться на работе двигателя; как же с ней следует бороться?

Почему в подшипниках электродвигателей происходит электрохимическая коррозия?

Электрохимическая коррозия в подшипниках электродвигателей возникает при прохождении электрического тока через контактные поверхности подшипника, что приводит к мгновенному образованию высоких температур и появлению микроскопических расплавленных впадин на поверхности дорожки качения. По мере эксплуатации оборудования эти впадины постепенно сливаются, формируя рифлёные следы износа, что вызывает ненормальный шум, вибрацию, перегрев и даже выход подшипника из строя. Причины электрохимической коррозии следующие:

1. Ток вала: Как правило, в преобразователях частоты (ПЧ) высокочастотные импульсы широтно‑импульсной модуляции, генерируемые оборудованием, создают разность потенциалов между валом двигателя и его корпусом. Когда напряжение накапливается до определённого уровня, ток протекает через подшипники, замыкая электрическую цепь, пробивает смазочную масляную плёнку и вызывает электрохимическую коррозию.

2. Недостаточное заземление электродвигателя: Когда ток, протекающий по валу, не может беспрепятственно отводиться, он, как правило, проходит через подшипники, что приводит к повреждению их канавок.

3. Режимы работы на высоких оборотах. Чем выше скорость двигателя, тем тоньше становится смазочная масляная плёнка, что облегчает прорыв электрического тока внутрь подшипника. Именно поэтому двигатели, работающие на высоких оборотах, особенно подвержены электрической коррозии.

4. Конструктивное проектирование двигателя. В некоторых двигателях неправильное электромагнитное проектирование может приводить к чрезмерно высоким напряжениям на валу, что повышает риск электрической коррозии подшипников.

Как устранить электрическую коррозию подшипников?

1. Используйте изолированные подшипники. Это распространённое решение. Изолированные подшипники оснащены изоляционным покрытием, нанесённым на поверхность наружного или внутреннего кольца; оно препятствует протеканию тока через подшипник и снижает риск электрохимической коррозии.

2. Установите заземляющие угольные щётки или заземляющие кольца. Благодаря использованию заземляющих устройств, позволяющих непосредственно отводить токи вала от подшипников, данный метод особенно эффективен для крупных двигателей с частотным регулированием.

3. Оптимизация параметров инвертора. Соответствующая настройка несущей частоты и режима работы выходного каскада инвертора с целью снижения высокочастотных напряжений на валу позволяет эффективно минимизировать электрохимическую коррозию.