bearing currents

تيارات المحامل: خطر صامت على الآلات الكهربائية

تيارات المحامل، ظاهرة غالباً ما يتم تجاهلها، يمكن أن تؤدي بصمت إلى تقويض عمر الآلات الكهربائية. في حين أنها تبدو غير ضارة، فإن هذه التيارات يمكن أن تسبب ضرراً كبيراً للمحامل، مما يؤدي إلى الفشل المبكر وتوقف التشغيل المُكلِف. تتناول هذه المقالة جذور تيارات المحامل، وآثارها الضارة، وطرق التخفيف منها.

فهم تيارات المحامل:

تنشأ تيارات المحامل بسبب تدفق التيار الكهربائي عبر أسطح محامل الآلة الكهربائية. ينتج هذا التدفق الحالي بشكل أساسي عن عاملين رئيسيين:

1. عدم التوازن الكهرومغناطيسي: في آلة دوارة مثالية، يكون الحقل المغناطيسي الناتج عن الدوار متوازنًا تمامًا. ومع ذلك، في الواقع، يمكن أن تؤدي عوامل مثل غرابة الدوار، أو التشبع المغناطيسي، أو اختلال التوازن في اللفات إلى إنشاء مجال مغناطيسي غير متوازن. ينتج عن هذا الاختلال تيارات متداولة داخل الدوار، والتي يمكن أن تتدفق عبر أسطح المحامل، مما يؤدي إلى إنشاء "تيارات المحامل".

2. محولات dv/dt العالية: تستخدم محركات التردد المتغير (VFDs) الحديثة أجهزة تبديل عالية السرعة يمكنها إنشاء درجات جهد شديدة الانحدار (dv/dt). يمكن أن تؤدي هذه التغيرات السريعة في الجهد إلى شحن السعات الضالة الموجودة داخل الآلة، خاصةً بين الدوار والمُثبت، وبين الدوار والعمود. يسمح هذا "الاقتران السعوي" بتدفق التيار عبر مسار المحامل، مما يؤدي إلى إنشاء تيارات المحامل.

التدمير الصامت:

تيارات المحامل، على الرغم من أنها صغيرة الحجم غالبًا، يمكن أن يكون لها آثار ضارة على المحامل:

• التآكل الكهروكيميائي: يمكن أن تؤدي تيارات المحامل إلى حدوث تفاعلات كيميائية كهربائية على أسطح المحامل، مما يتسبب في التآكل والتجاويف. يضعف هذا التدهور بنية المحامل ويقلل من قدرتها على تحمل الحمل.
• التآكل الكهربائي: عندما تكون تيارات المحامل عالية بما فيه الكفاية، يمكن أن تحدث تفريغات كهربائية عبر أسطح المحامل. يمكن أن تؤدي هذه التفريغات إلى إنشاء شقوق دقيقة وتجاويف، مما يؤدي إلى التآكل السريع والفشل.
• زيادة الاحتكاك والحرارة: يمكن أن تولد تيارات المحامل أيضًا حرارة داخل المحامل بسبب مقاومة مسار التيار. يمكن أن تؤدي هذه الحرارة إلى تسارع تدهور التشحيم وفشل المحامل المبكر.

التخفيف من تيارات المحامل:

يمكن استخدام العديد من الطرق لتقليل تيارات المحامل أو القضاء عليها:

• تصميم الآلة المناسب: يمكن أن تؤدي اعتبارات التصميم الدقيقة، مثل تقليل الغرابة واستخدام تكوينات دوار متوازنة، إلى تقليل عدم التوازن الكهرومغناطيسي ونتيجة لذلك تيارات المحامل.
• التدرع والتعريض للأرض: يمكن أن يساعد تركيب دروع موصلة بين الدوار والمُثبت، ووضع عمود الدوار في الأرض، في تحويل تيارات المحامل بعيدًا عن أسطح المحامل.
• إعدادات VFD: يمكن أن يؤدي تهيئة VFD بشكل صحيح، بما في ذلك ضبط معدلات منحدر الجهد واستخدام تقنيات الترشيح، إلى تقليل dv/dt وتقليل الاقتران السعوي.
• اختيار شحوم المحامل: يمكن أن يساعد استخدام شحوم المحامل المصنوعة خصيصًا ذات مقاومة كهربائية عالية في تقليل تدفق تيارات المحامل.
• مراقبة المحامل: يمكن أن توفر مراقبة درجة حرارة المحامل ومستويات الاهتزاز بانتظام علامات إنذار مبكرة لأضرار المحامل الناجمة عن تيارات المحامل.

الاستنتاج:

تيارات المحامل هي مصدر قلق كبير لموثوقية الآلات الكهربائية. إن فهم الأسباب الجذرية، والآثار الضارة، وتقنيات التخفيف أمر ضروري لضمان أداء الآلة على المدى الطويل. من خلال تنفيذ التدابير المناسبة، يمكننا منع هذه التهديدات الصامتة وإطالة عمر أصولنا الكهربائية القيّمة.