Pourquoi le courant d'arbre se produit dans les moteurs à fréquence en ligne ? -

Les deux conditions fondamentales pour la génération de courant sont la tension et un circuit fermé. Le courant d'arbre ne peut se former que lorsqu'une tension d'arbre existe le long d'un chemin conducteur fermé. Alors pourquoi une tension d’arbre apparaît-elle dans les moteurs fonctionnant à une fréquence industrielle ? Deux mécanismes fondamentaux génèrent une tension sur l'arbre dans les machines tournantes : le flux magnétique alternatif et l'accumulation de charges statiques.

La tension d'arbre induite par le flux magnétique alternatif est continue et périodique. Dans des conditions normales de fonctionnement, le rotor du moteur tourne dans un champ magnétique alternatif sinusoïdal symétrique. La force électromotrice alternative (FEM) induite lorsque le rotor coupe le flux magnétique génère des courants alternatifs équilibrés, de sorte qu'aucune tension asymétrique n'existe entre les deux extrémités de l'arbre du rotor dans des scénarios idéaux. Cependant, une réluctance magnétique inégale répartie circonférentiellement le long du noyau du stator crée une force électromagnétique alternative déséquilibrée, qui à son tour produit une tension d'arbre dirigée axialement. En revanche, la tension de l'arbre provenant de la charge statique est intermittente et non-périodique. Pendant le fonctionnement du moteur, la friction entre les charges de fluide de traitement et les composants rotatifs crée une charge statique sur l'ensemble rotor ; l'accumulation continue de charge développe ensuite une tension d'arbre.

Pour les moteurs à courant alternatif de taille moyenne et grande, une fois qu'une boucle fermée conductrice se forme à travers la tension de l'arbre du rotor,courant d'arbreapparaîtra, présentant la caractéristique typique d’une basse tension avec un courant élevé. L'arbre et les coussinets sont séparés par de l'huile lubrifiante, les roulements du moteur reposant sur un film d'huile. Compte tenu de l'ampleur relativement faible de la tension de l'arbre, le film d'huile isolante reste généralement intact sans rupture.

Lors d'une rotation du rotor à grande vitesse-, une qualité de lubrifiant inférieure aux normes ou une alimentation en huile insuffisante se rompent et brisent le film d'huile, mettant l'arbre et le coussinet en contact métallique direct. Un circuit fermé se forme instantanément aux bornes de la tension de l'arbre, déclenchant une panne de basse-tension. Le courant d’arbre qui en résulte atteint instantanément plusieurs centaines, voire milliers d’ampères, suffisants pour brûler le tourillon d’arbre et les coussinets.

La charge statique générée par le frottement opérationnel s'accumule progressivement sur l'arbre, élevant continuellement le potentiel de l'arbre au fur et à mesure qu'il se charge. La décharge a lieu immédiatement si l'arbre rotatif entre en contact avec un composant externe fixe. Si l'arbre reste isolé des pièces non rotatives-, la charge statique continue de s'accumuler jusqu'à ce qu'une tension excessivement élevée se développe. Une fois que cette tension dépasse la rigidité diélectrique du film d'huile du roulement, une décharge rapide se produit et produitcourant d'arbre.

Ce courant circule à travers une boucle fermée composée de l’arbre rotatif, de la bague intérieure du roulement, de la bague extérieure du roulement et du boîtier du roulement. Le signe de défaillance le plus évident est une minuscule et profonde corrosion par piqûre circulaire sur la surface du tourillon et la bague intérieure du roulement, provoquée par une décharge d'arc électrique. De telles piqûres déstabilisent la formation et l'intégrité du film d'huile et ruinent l'ajustement précis entre l'arbre et le roulement, rendant le roulement inutilisable. Dans les cas graves, des arcs électriques intenses se forment sur les surfaces de contact du tourillon d'arbre et des coussinets en raison de fortes charges.courant d'arbre, endommageant gravement ces composants. Cela entraîne des vibrations excessives du moteur et un bruit anormal, rendant finalement le moteur incapable de fonctionner normalement.