इलेक्ट्रिक मोटर हमारे दैनिक जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं - जहां हम रहते हैं, काम करते हैं और खेलते हैं।सीधे शब्दों में कहें, तो वे लगभग हर चीज बनाते हैं जो चलती है, चलती है।उद्योग द्वारा खपत की जाने वाली लगभग 70 प्रतिशत बिजली का उपयोग इलेक्ट्रिक मोटर सिस्टम द्वारा किया जाता है।1

लगभग 75 प्रतिशत औद्योगिक मोटरों का उपयोग पंप, पंखे और कम्प्रेसर चलाने के लिए किया जाता है, मशीनरी की एक श्रेणी जो प्रमुख दक्षता सुधार के लिए अतिसंवेदनशील है।ये एप्लिकेशन अक्सर जरूरत न होने पर भी, लगातार गति से काम करते हैं।यह निरंतर संचालन ऊर्जा बर्बाद करता है और अनावश्यक CO2 उत्सर्जन पैदा करता है, लेकिन मोटर की गति को नियंत्रित करके, हम बिजली की खपत को कम कर सकते हैं, ऊर्जा की बचत कर सकते हैं और पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकते हैं।

एक मोटर की गति को नियंत्रित करने का एक तरीका एक चर गति ड्राइव (वीएसडी) के उपयोग के माध्यम से होता है, एक उपकरण जो मोटर को आपूर्ति की गई आवृत्ति और वोल्टेज को बदलकर विद्युत मोटर की घूर्णन गति को नियंत्रित करता है।मोटर की गति को नियंत्रित करके, एक ड्राइव बिजली की खपत को कम कर सकता है (उदाहरण के लिए, घूर्णन उपकरण की गति को 20 प्रतिशत तक कम करने से इनपुट बिजली की आवश्यकता लगभग 50 प्रतिशत कम हो सकती है) और प्रक्रिया नियंत्रण में काफी सुधार और जीवन भर संचालन बचत की महत्वपूर्ण लागत प्रदान करता है। वीएसडी के रूप में उपयोगी एमओए कई अनुप्रयोगों में ऊर्जा की बचत के लिए हैं, वे ठीक से ग्राउंड नहीं होने पर समय से पहले मोटर विफलता का कारण बन सकते हैं।जबकि इलेक्ट्रिक मोटर की विफलता के कई अलग-अलग कारण हैं, ड्राइव का उपयोग करते समय सबसे आम समस्या सामान्य मोड वोल्टेज के कारण होने वाली विफलता है।

सामान्य मोड वोल्टेज के कारण नुकसान

तीन-चरण एसी प्रणाली में, सामान्य मोड वोल्टेज को ड्राइव की पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटेड पावर द्वारा बनाए गए तीन चरणों के बीच मौजूद असंतुलन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, या पावर स्रोत ग्राउंड और तीन के तटस्थ बिंदु के बीच वोल्टेज अंतर- चरण भार।यह उतार-चढ़ाव वाला सामान्य मोड वोल्टेज इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से मोटर के शाफ्ट पर वोल्टेज को प्रेरित करता है, और यह शाफ्ट वोल्टेज वाइंडिंग या बियरिंग्स के माध्यम से निर्वहन कर सकता है।आधुनिक इंजीनियरिंग डिजाइन, चरण इन्सुलेशन और इन्वर्टर स्पाइक-प्रतिरोधी तार वाइंडिंग की सुरक्षा में मदद कर सकते हैं;हालांकि, जब रोटर वोल्टेज स्पाइक्स के निर्माण को देखता है, तो करंट जमीन पर कम से कम प्रतिरोध का रास्ता तलाशता है।इलेक्ट्रिक मोटर के मामले में, यह पथ सीधे बीयरिंग से होकर गुजरता है।

चूंकि मोटर बेयरिंग स्नेहन के लिए ग्रीस का उपयोग करते हैं, ग्रीस में तेल एक फिल्म बनाता है जो एक ढांकता हुआ के रूप में कार्य करता है, जिसका अर्थ है कि यह बिना चालन के विद्युत बलों को संचारित कर सकता है।हालांकि समय के साथ, यह ढांकता हुआ टूट जाता है।ग्रीस के इन्सुलेशन गुणों के बिना, शाफ्ट वोल्टेज बीयरिंग के माध्यम से निर्वहन करेगा, फिर मोटर के आवास के माध्यम से, विद्युत पृथ्वी जमीन को प्राप्त करने के लिए।विद्युत प्रवाह की यह गति बीयरिंगों में उत्पन्न होने का कारण बनती है, जिसे आमतौर पर विद्युत निर्वहन मशीनिंग (ईडीएम) कहा जाता है।जैसा कि यह निरंतर उत्पन्न समय के साथ होता है, असर दौड़ में सतह क्षेत्र भंगुर हो जाते हैं, और धातु के छोटे टुकड़े असर के अंदर टूट सकते हैं।आखिरकार, क्षतिग्रस्त सामग्री असर की गेंदों और दौड़ के बीच अपना काम करती है, जिससे एक पीसने वाला प्रभाव पैदा होता है, जो माइक्रोन-आकार के गड्ढे का उत्पादन कर सकता है, जिसे फ्रॉस्टिंग कहा जाता है, या असर वाले रेसवे में वॉशबोर्ड जैसी लकीरें, जिसे फ्लूटिंग कहा जाता है।

कुछ मोटरें चलती रह सकती हैं क्योंकि क्षति उत्तरोत्तर बदतर होती जाती है, बिना किसी ध्यान देने योग्य समस्या के।बेयरिंग डैमेज का पहला संकेत आमतौर पर एक श्रव्य शोर होता है, जो बियरिंग बॉल्स के गड्ढे और पाले सेओढ़ लिया क्षेत्रों में यात्रा करने के कारण होता है।लेकिन जब तक यह शोर होता है, तब तक आमतौर पर क्षति इतनी अधिक हो जाती है कि विफलता आसन्न होती है।

रोकथाम में ग्राउंडेड

औद्योगिक अनुप्रयोगों में आमतौर पर चर गति मोटर्स पर इन असर कठिनाइयों का अनुभव नहीं होता है, लेकिन कुछ प्रतिष्ठानों में, जैसे कि वाणिज्यिक भवन और हवाई अड्डे के सामान से निपटने, मजबूत ग्राउंडिंग हमेशा उपलब्ध नहीं होती है।इन उदाहरणों में, इस धारा को बेयरिंग से दूर करने के लिए किसी अन्य विधि का उपयोग किया जाना चाहिए।सबसे आम समाधान मोटर शाफ्ट के एक छोर पर शाफ्ट ग्राउंडिंग डिवाइस जोड़ना है, खासकर उन अनुप्रयोगों में जहां सामान्य मोड वोल्टेज अधिक प्रचलित हो सकता है।शाफ्ट ग्राउंड अनिवार्य रूप से मोटर के फ्रेम के माध्यम से मोटर के टर्निंग रोटर को अर्थ ग्राउंड से जोड़ने का एक साधन है।स्थापना से पहले मोटर में शाफ्ट ग्राउंडिंग डिवाइस जोड़ना (या एक पूर्व-स्थापित मोटर खरीदना) असर प्रतिस्थापन से जुड़े रखरखाव लागत के मूल्य टैग की तुलना में भुगतान करने के लिए एक छोटी सी कीमत हो सकती है, उच्च लागत का उल्लेख नहीं करने के लिए एक सुविधा में डाउनटाइम।

आज उद्योग में कई सामान्य प्रकार के शाफ्ट ग्राउंडिंग डिवाइस हैं, जैसे कार्बन ब्रश, रिंग-स्टाइल फाइबर ब्रश और ग्राउंडिंग बेयरिंग आइसोलेटर्स, और बियरिंग्स की सुरक्षा के अन्य तरीके भी उपलब्ध हैं।

कार्बन ब्रश 100 से अधिक वर्षों से उपयोग में हैं और डीसी मोटर कम्यूटेटर पर उपयोग किए जाने वाले कार्बन ब्रश के समान हैं।ग्राउंडिंग ब्रश मोटर के विद्युत सर्किट के घूर्णन और स्थिर भागों के बीच विद्युत कनेक्शन प्रदान करते हैं और रोटर से जमीन पर करंट लेते हैं ताकि रोटर पर चार्ज उस बिंदु तक न बने जहां यह बीयरिंग के माध्यम से निर्वहन करता है।ग्राउंडिंग ब्रश जमीन पर कम-प्रतिबाधा पथ प्रदान करने के लिए एक व्यावहारिक और किफायती साधन प्रदान करते हैं, विशेष रूप से बड़े फ्रेम मोटर्स के लिए;हालांकि, वे अपनी कमियों के बिना नहीं हैं।डीसी मोटर्स के साथ, शाफ्ट के साथ यांत्रिक संपर्क के कारण ब्रश पहनने के अधीन हैं, और ब्रश धारक के डिजाइन की परवाह किए बिना, ब्रश और शाफ्ट के बीच उचित संपर्क सुनिश्चित करने के लिए विधानसभा का समय-समय पर निरीक्षण किया जाना चाहिए।

शाफ्ट-ग्राउंडिंग के छल्ले कार्बन ब्रश की तरह काम करते हैं, लेकिन उनमें शाफ्ट के चारों ओर एक अंगूठी के अंदर व्यवस्थित विद्युत प्रवाहकीय फाइबर के कई तार होते हैं।रिंग के बाहर, जो आमतौर पर मोटर के एंडप्लेट पर लगा होता है, स्थिर रहता है, जबकि ब्रश मोटर शाफ्ट की सतह पर सवारी करते हैं, ब्रश के माध्यम से करंट को निर्देशित करते हैं और सुरक्षित रूप से जमीन पर आते हैं।शाफ्ट-ग्राउंडिंग के छल्ले मोटर के अंदर लगाए जा सकते हैं, जिससे उन्हें वाशडाउन ड्यूटी और गंदे ड्यूटी मोटर्स पर इस्तेमाल किया जा सकता है।हालांकि, कोई भी शाफ्ट ग्राउंडिंग विधि सही नहीं है, और बाहरी रूप से लगे ग्राउंडिंग रिंग उनके ब्रिसल्स पर दूषित पदार्थों को इकट्ठा करते हैं, जिससे उनकी प्रभावशीलता कम हो सकती है।

ग्राउंडिंग बेयरिंग आइसोलेटर्स दो तकनीकों को मिलाते हैं: एक दो-भाग, गैर-संपर्क आइसोलेशन शील्ड जो दूषित पदार्थों के प्रवेश को रोकने के लिए एक भूलभुलैया डिजाइन का उपयोग करता है और शाफ्ट धाराओं को बीयरिंग से दूर करने के लिए एक धातु रोटर और पृथक प्रवाहकीय फिलामेंट रिंग।चूंकि ये उपकरण स्नेहक के नुकसान और संदूषण को भी रोकते हैं, इसलिए वे मानक असर वाली मुहरों और पारंपरिक असर वाले आइसोलेटर्स की जगह लेते हैं।

बियरिंग्स के माध्यम से करंट के डिस्चार्ज को रोकने का एक अन्य तरीका गैर-संचालन सामग्री से बियरिंग्स का निर्माण करना है।सिरेमिक बियरिंग्स में, सिरेमिक-लेपित गेंदें शाफ्ट करंट को बियरिंग्स से मोटर तक बहने से रोककर बियरिंग्स की रक्षा करती हैं।चूंकि मोटर बेयरिंग से कोई विद्युत धारा प्रवाहित नहीं होती है, इसलिए करंट-प्रेरित पहनने की संभावना बहुत कम होती है;हालाँकि, करंट जमीन के लिए एक रास्ता तलाशेगा, जिसका अर्थ है कि यह संलग्न उपकरणों से होकर जाएगा।चूंकि सिरेमिक बियरिंग्स रोटर से करंट को नहीं हटाएंगे, सिरेमिक बियरिंग्स वाले मोटर्स के लिए केवल विशिष्ट डायरेक्ट-ड्राइव अनुप्रयोगों की सिफारिश की जाती है।अन्य कमियां मोटर असर की इस शैली की लागत हैं और तथ्य यह है कि बीयरिंग आमतौर पर केवल 6311 आकार तक ही उपलब्ध हैं।

100 हॉर्स पावर से बड़े मोटर्स पर, आमतौर पर यह सिफारिश की जाती है कि मोटर के विपरीत छोर पर एक इंसुलेटेड बेयरिंग स्थापित की जाए, जिस पर शाफ्ट ग्राउंडिंग डिवाइस स्थापित है, भले ही शाफ्ट ग्राउंडिंग की किस शैली का उपयोग किया जाए।

तीन चर गति ड्राइव स्थापना युक्तियाँ

चर गति अनुप्रयोगों में सामान्य मोड वोल्टेज को कम करने का प्रयास करते समय रखरखाव इंजीनियर के लिए तीन विचार हैं:

1. सुनिश्चित करें कि मोटर (और मोटर सिस्टम) ठीक से ग्राउंडेड है।
2. उचित वाहक आवृत्ति संतुलन निर्धारित करें, जो शोर के स्तर के साथ-साथ वोल्टेज असंतुलन को कम करेगा।
3. यदि शाफ्ट ग्राउंडिंग डिवाइस आवश्यक समझा जाता है, तो एक का चयन करें जो एप्लिकेशन के लिए सबसे अच्छा काम करता है।

जब एक असर धारा मौजूद होती है, तो कोई भी आकार सभी समाधान फिट नहीं होता है।विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए सबसे उपयुक्त समाधान की पहचान करने के लिए ग्राहक और मोटर और ड्राइव आपूर्तिकर्ता के लिए मिलकर काम करना महत्वपूर्ण है।