Systemanalysen zur elektrischen Belastung von Wälzlagern bei umrichtergespeisten Elektromotoren

Bei umrichtergespeisten und somit drehzahlveränderbar betriebenen Elektromotoren treten einige parasitäre, hochfrequente Randeffekte auf. Vor allem bei den in der Mehrzahl zum Einsatz kommenden Spannungszwischenkreisumrichtern sind dies Erscheinungen, die in der prinzipiellen Funktionsweise dieser Umrichter begründet sind. In Abhängigkeit von den Bedingungen im Gesamtsystem können einerseits hochfrequente Ströme über die Wälzlager der Motoren und der beteiligten Anlagenkomponenten fließen und anderseits der durch Common-Mode-Spannungen verursachte parasitäre Spannungsabfall an den Motorlagern bei Überschreitung der Durchbruchfeldstärke im Schmierspalt eine sogenannte EDM-Lichtbogenentladungen verursachen. Als Reaktion treten in beiden Fällen Materialveränderungen an den Laufflächen der Lager auf, die sich in Form einer Querriffelung ausprägen können und damit einen vorzeitigen, unvorhersehbaren Ausfall des Lagers zur Folge haben. Während sich die schädigenden Auswirkungen der hochfrequenten Ströme
durch geeignete Maßnahmen deutlich reduzieren lassen, sind die als EDM-Strom bezeichneten, spannungsbedingten Lichtbogenentladungen im Lagerschmierspalt nur schwer zu begrenzen.