เหตุใดกระแสเพลาจึงเกิดขึ้นในไลน์-มอเตอร์ที่ทำงานด้วยความถี่

ข้อกำหนดเบื้องต้นพื้นฐานสองประการสำหรับการสร้างกระแสไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้าและวงจรปิด กระแสไฟฟ้าของเพลาสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าของเพลาอยู่ข้างๆ ทางเดินไฟฟ้าแบบปิดเท่านั้น แล้วเหตุใดแรงดันไฟฟ้าของเพลาจึงเกิดขึ้นในมอเตอร์ที่ทำงานที่ความถี่กำลังทางอุตสาหกรรม? กลไกรากสองประการสร้างแรงดันไฟฟ้าของเพลาในเครื่องจักรที่กำลังหมุน: ฟลักซ์แม่เหล็กสลับและการสะสมประจุไฟฟ้าสถิต

แรงดันไฟฟ้าของเพลาที่เกิดจากฟลักซ์แม่เหล็กกระแสสลับมีความต่อเนื่องและเป็นงวด ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ โรเตอร์ของมอเตอร์จะหมุนภายในสนามแม่เหล็กสลับไซน์ซอยด์แบบสมมาตร แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับ (EMF) ที่เกิดขึ้นในขณะที่โรเตอร์ตัดฟลักซ์แม่เหล็กจะสร้างกระแสสลับที่สมดุล ดังนั้นจึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมมาตรระหว่างปลายทั้งสองของเพลาโรเตอร์ในสถานการณ์ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม การฝืนแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งกระจายเป็นเส้นรอบวงไปตามแกนสเตเตอร์จะสร้าง EMF สลับที่ไม่สมดุล ซึ่งในทางกลับกันจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เพลากำกับตามแนวแกน ในทางตรงกันข้าม แรงดันไฟฟ้าของเพลาที่เกิดจากประจุคงที่จะเกิดขึ้นเป็นระยะๆ และไม่-เป็นคาบ ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ แรงเสียดทานระหว่างโหลดของไหลในกระบวนการและส่วนประกอบที่หมุนจะสร้างประจุไฟฟ้าสถิตบนชุดโรเตอร์ การสะสมประจุอย่างต่อเนื่องจะพัฒนาแรงดันไฟฟ้าของเพลาในเวลาต่อมา

สำหรับมอเตอร์ AC ขนาดกลางและขนาดใหญ่ เมื่อวงปิดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าก่อตัวข้ามแรงดันไฟฟ้าของเพลาโรเตอร์กระแสเพลาจะเกิดขึ้นโดยมีลักษณะเฉพาะคือแรงดันต่ำและกระแสสูง เพลาและบุชแบริ่งถูกแยกออกจากกันด้วยน้ำมันหล่อลื่น โดยมีแบริ่งมอเตอร์รองรับอยู่บนฟิล์มน้ำมัน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของเพลามีขนาดค่อนข้างต่ำ ฟิล์มฉนวนน้ำมันโดยทั่วไปจึงยังคงสภาพเดิมไว้โดยไม่มีการพังทลาย

ในระหว่างการหมุนโรเตอร์ที่ความเร็วสูง- คุณภาพน้ำมันหล่อลื่นต่ำกว่ามาตรฐานหรือการจ่ายน้ำมันไม่เพียงพอจะแตกและฟิล์มน้ำมันแตก ส่งผลให้เพลาและบุชแบริ่งสัมผัสกับโลหะโดยตรง วงจรปิดจะก่อตัวข้ามแรงดันไฟฟ้าของเพลาทันที ทำให้เกิดการพังทลายของแรงดันไฟฟ้าต่ำ- กระแสผลลัพธ์ของเพลาจะสูงถึงหลายร้อยหรือหลายพันแอมแปร์ในทันที ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้รอยต่อของเพลาและบุชแบริ่งไหม้ได้

ประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากแรงเสียดทานในการปฏิบัติงานจะสะสมบนเพลาอย่างต่อเนื่อง โดยจะยกระดับศักยภาพของเพลาอย่างต่อเนื่องในขณะที่ประจุ การคายประจุจะเกิดขึ้นทันทีหากเพลาหมุนสัมผัสกับส่วนประกอบภายนอกที่อยู่นิ่ง หากเพลายังคงแยกออกจากชิ้นส่วนที่ไม่หมุน- ประจุไฟฟ้าสถิตจะสะสมต่อไปจนกระทั่งเกิดแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป เมื่อแรงดันไฟฟ้านี้เกินค่าความเป็นฉนวนของฟิล์มน้ำมันแบริ่ง จะเกิดการคายประจุอย่างรวดเร็วและเกิดขึ้นกระแสเพลา.

กระแสนี้ไหลเวียนผ่านวงปิดซึ่งประกอบด้วยเพลาหมุน วงแหวนด้านในของตลับลูกปืน วงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืน และตัวเรือนตลับลูกปืน สัญญาณความล้มเหลวที่ชัดเจนที่สุดคือการกัดกร่อนเป็นรูพรุนเป็นวงกลมลึกเล็กๆ บนพื้นผิววารสารและการแข่งขันภายในตลับลูกปืนที่เกิดจากการปล่อยประจุไฟฟ้า รูพรุนดังกล่าวทำให้การสร้างฟิล์มน้ำมันและความสมบูรณ์ไม่เสถียร และทำลายความพอดีระหว่างเพลาและตลับลูกปืน ทำให้ตลับลูกปืนใช้งานไม่ได้ ในกรณีที่รุนแรง อาร์คไฟฟ้าที่รุนแรงจะเกิดขึ้นที่พื้นผิวสัมผัสของสมุดเพลาและบุชแบริ่งเนื่องจากมีของหนักกระแสเพลาทำให้ส่วนประกอบเหล่านี้เสียหายอย่างรุนแรง สิ่งนี้นำไปสู่การสั่นสะเทือนของมอเตอร์มากเกินไปและเสียงรบกวนที่ผิดปกติ ส่งผลให้มอเตอร์ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติในที่สุด