Asstroom in elektromotoren: de verborgen oorzaak van lagerfalen

Introductie: De Stille Doder van Lagers

Heeft u ooit te maken gehad met herhaalde, onverklaarbare lagerstoringen in uw elektromotoren? Ondanks goede smering, uitlijning en belastingomstandigheden slijten de lagers voortijdig?

De schuldige is mogelijk niet mechanisch — het zou een onzichtbare elektrische bedreiging kunnen zijn: asstroom.

Dit vaak over het hoofd geziene fenomeen kan catastrofale lagerschade veroorzaken, wat leidt tot ongeplande stilstand, kostbare reparaties en een kortere levensduur van de motor. Het begrijpen van hoe asstroom ontstaat — en hoe deze te stoppen — is essentieel voor het handhaven van een betrouwbare werking van de motor.

Wat is asstroom?

Asstroom is een ongewenste elektrische stroom die door de motoras en de lagers stroomt. Het treedt op wanneer een spanningsverschil — bekend als asspanning — zich opbouwt op de roterende as.

Wanneer deze spanning een pad naar aarde vindt — meestal via de lagers — stroomt er stroom doorheen, wat progressieve en vaak onomkeerbare schade veroorzaakt.

Hoe wordt asspanning gegenereerd?

Verschillende factoren kunnen spanning op de as van een motor induceren. De meest voorkomende bronnen zijn:

• Magnetische asymmetrie

Onvolkomenheden in het magnetische circuit van de motor — zoals ongelijke luchtspleten of inconsistenties in de stator/rotor laminaties — creëren een onevenwichtig magnetisch veld. Dit onbalans fungeert als een kleine generator en induceert een spanning in de as (een proces dat magnetische inductie wordt genoemd).

• Variabele frequentie drives (VFD's)

Moderne VFD's gebruiken snel schakelende IGBT's die hoogfrequente common-mode spanningen produceren. Deze spanningen koppelen capacitief aan de motoras, vooral bij lange kabelloop of onbeschermde installaties.

Dit is de belangrijkste oorzaak van asstroom in de huidige industriële motoren.

• Elektrostatische opbouw

In sommige gevallen hopen statische ladingen zich op de rotor op door wrijving van riemaandrijvingen, koelventilatoren of luchtstroom. Hoewel minder vaak voorkomend, kan dit nog steeds voldoende spanning genereren om te ontladen via de lagers.

Hoe asstroom lagers vernietigt

Lagers zijn mechanische componenten — geen elektrische geleiders. Wanneer er stroom doorheen gaat, zelfs bij lage ampèrage, veroorzaakt dit ernstige schade door Electrical Discharge Machining (EDM).

Het schade proces:

Micro-Arcing:Stroom springt tussen rolelementen (kogels/rollen) en loopvlakken.

Gelokaliseerde smelting:Elke ontlading creëert extreme hitte (duizenden °C), waardoor microscopische kraters in het stalen oppervlak smelten.

Putjes en fluting:Na verloop van tijd richten deze putjes zich uit in ritmische, wasbordachtige richels over het loopvlak — een patroon dat bekend staat als fluting.

Progressieve uitval:Fluting verhoogt trillingen, lawaai en temperatuur. Uiteindelijk faalt het lager catastrofaal.

Visuele aanwijzing: Als u een gegolfd of berijpt patroon in een defect lager ziet, is asstroom waarschijnlijk de oorzaak.

Hoe asstroomschade te voorkomen

Preventie richt zich op één doel: de stroom omleiden of blokkeren voordat deze de lagers bereikt.

1. Installeer as-aardingsringen

Een kosteneffectieve, betrouwbare oplossing.

Gebruikt geleidende microvezels of borstels om contact te maken met de as.

Biedt een pad met lage impedantie naar aarde, waarbij de lagers volledig worden omzeild.

Ideaal voor VFD-aangedreven motoren.

2. Gebruik geïsoleerde lagers

Beschikt over een keramische coating (bijv. plasma-gespoten alumina) op de buitenste of binnenste ring.

Verbreekt het elektrische circuit, waardoor stroom niet door het lager kan stromen.

Vaak gebruikt aan de niet-aandrijfzijde (NDE) van de motor.

3. Aardingsborstels

Eenvoudige koolstof- of koperborstels die contact maken met de as.

Minder duurzaam dan aardingsringen, maar effectief voor toepassingen met lage snelheid of lichte belasting.

4. Juiste motor- en aandrijvingsinstallatie

Gebruik afgeschermde motorkabels en de juiste aardingspraktijken.

Minimaliseer de kabellengte tussen VFD en motor.

Overweeg sinusfilters of dv/dt-filters om de common-mode spanning te verminderen.

Conclusie: Bescherm uw investering

Asstroom is een stille maar serieuze bedreiging — vooral in moderne, VFD-gestuurde systemen. Hoewel de symptomen onopgemerkt kunnen blijven totdat er een storing optreedt, is de oplossing zowel preventief als kosteneffectief.

Door de tekenen te herkennen — zoals fluting in defecte lagers — en beschermende maatregelen te implementeren, zoals aardingsringen of geïsoleerde lagers, kunt u:

De levensduur van lagers en motoren verlengen

Onderhoudskosten verlagen

Onverwachte stilstand voorkomen

Laat een onzichtbare stroom uw activiteiten niet in gevaar brengen. Bescherm uw motoren. Bescherm uw productiviteit.

Heeft u hoogprecisie lagers nodig die bestand zijn tegen elektrische erosie?

Bij Beining Intelligent Technology bieden we geïsoleerde lagers, hybride keramische lagers en aangepaste oplossingen die zijn ontworpen voor VFD-aangedreven motoren, robotica en hogesnelheidsspindels.

Neem contact met ons op voor technische ondersteuning of productaanbevelingen.