Mengapa Arus Poros Terjadi Sejalan-Motor yang Dioperasikan Frekuensi

Dua prasyarat mendasar untuk pembangkitan arus adalah tegangan dan rangkaian tertutup. Arus poros hanya dapat terbentuk ketika tegangan poros ada di sepanjang jalur konduktif tertutup. Lalu mengapa tegangan poros muncul pada motor yang beroperasi pada frekuensi daya industri? Dua mekanisme akar menghasilkan tegangan poros pada mesin yang berputar: fluks magnet bolak-balik dan akumulasi muatan statis.

Tegangan poros yang diinduksi oleh fluks magnet bolak-balik bersifat kontinu dan periodik. Dalam kondisi pengoperasian normal, rotor motor berputar dalam medan magnet bolak-balik sinusoidal simetris. Gaya gerak listrik bolak-balik (EMF) yang diinduksi saat rotor memotong fluks magnet menghasilkan arus bolak-balik yang seimbang, sehingga tidak ada tegangan asimetris antara kedua ujung poros rotor dalam skenario ideal. Namun, keengganan magnet yang tidak merata yang didistribusikan secara melingkar di sepanjang inti stator menciptakan EMF bolak-balik yang tidak seimbang, yang pada gilirannya menghasilkan tegangan poros yang diarahkan secara aksial. Sebaliknya, tegangan poros yang berasal dari muatan statis bersifat intermiten dan non-periodik. Selama pengoperasian motor, gesekan antara beban fluida proses dan komponen yang berputar menimbulkan muatan statis pada rakitan rotor; akumulasi muatan terus menerus kemudian mengembangkan tegangan poros.

Untuk motor AC sedang dan besar, ketika loop tertutup konduktif terbentuk pada tegangan poros rotor,arus porosakan timbul, menampilkan ciri khas tegangan rendah dengan arus tinggi. Poros dan semak bantalan dipisahkan dengan oli pelumas, dengan bantalan motor ditopang pada lapisan oli. Mengingat besarnya tegangan poros yang relatif rendah, lapisan oli isolasi umumnya tetap utuh tanpa kerusakan.

Selama-rotasi rotor berkecepatan tinggi, kualitas pelumas di bawah standar atau pasokan oli yang tidak mencukupi akan pecah dan merusak lapisan oli, menyebabkan poros dan semak bantalan bersentuhan langsung dengan logam. Sirkuit tertutup langsung terbentuk pada tegangan poros, memicu kerusakan-tegangan rendah. Arus poros yang dihasilkan mencapai beberapa ratus atau bahkan ribuan ampere seketika, cukup untuk membakar jurnal poros dan semak-semak bantalan.

Muatan statis yang dihasilkan oleh gesekan operasional terakumulasi secara progresif pada poros, terus menerus meningkatkan potensial poros seiring dengan pengisiannya. Pelepasan terjadi segera jika poros yang berputar bersentuhan dengan komponen eksternal yang tidak bergerak. Jika poros tetap terisolasi dari bagian yang tidak-berputar, muatan statis akan terus menumpuk hingga timbul tegangan yang sangat tinggi. Ketika tegangan ini melampaui kekuatan dielektrik lapisan oli bantalan, pelepasan muatan secara cepat terjadi dan dihasilkanarus poros.

Arus ini bersirkulasi melalui loop tertutup yang terdiri dari poros berputar, cincin bagian dalam bantalan, cincin luar bantalan, dan rumah bantalan. Tanda kegagalan yang paling nyata adalah korosi lubang melingkar yang kecil dan dalam pada permukaan jurnal dan lintasan bagian dalam bantalan yang disebabkan oleh pelepasan busur listrik. Lubang seperti itu mengganggu kestabilan pembentukan dan integritas lapisan oli, serta merusak kesesuaian antara poros dan bantalan, sehingga bantalan tidak dapat dioperasikan. Dalam kasus yang parah, busur listrik yang kuat terbentuk pada permukaan kontak jurnal poros dan semak bantalan karena beban yang beratarus poros, sangat merusak komponen ini. Hal ini menyebabkan getaran motor yang berlebihan dan kebisingan yang tidak normal, yang pada akhirnya menyebabkan motor tidak dapat berjalan normal.