コアレスモータシステムにおけるベアリング温度と軸電流の管理に関する課題

ベアリングの発熱は、ベアリングの動作に不可欠な要素です。通常、ベアリングは発生する熱量と放散される熱量が等しくなる熱平衡状態に達し、ベアリングシステム内部の温度を安定させます。

モーターベアリングの許容最高温度は、材質と使用されるグリースを考慮し、95℃に制限されています。この制限により、コアレスモーターの巻線の温度が大幅に上昇することなく、ベアリングシステムが安定した状態を維持できます。

ベアリングにおける発熱の主な原因は、潤滑不足と放熱不足である。実際には、ベアリングの潤滑システムは、様々な運用上または製造上のミスによって不具合を起こす可能性がある。

ベアリングクリアランスの不足、ベアリングとシャフトまたはハウジング間の嵌合不良といった問題は、不規則な動作、軸方向の力による深刻なミスアライメント、潤滑を妨げる関連部品との不適切な嵌合などを引き起こし、モーター運転中のベアリング温度の上昇につながる可能性があります。グリースは高温で劣化し、モーターのベアリングシステムが急速に致命的な故障を起こす可能性があります。したがって、モーターの設計、製造、および保守の各段階において、部品の嵌合とクリアランスを正確に管理することが極めて重要です。

軸電流は、大型モーター、特に高電圧モーターや可変周波数モーターにとって避けられないリスクです。これは、コアレスモーターのベアリングシステムに重大な脅威となります。適切な対策を講じなければ、軸電流によってベアリングシステムは数秒以内に損傷を受け、数時間以内に崩壊する可能性があります。この問題の初期兆候としては、ベアリングの騒音と発熱の増加、それに続くグリース劣化、そして間もなくベアリングの摩耗によるシャフトの焼き付きなどが挙げられます。この問題に対処するため、高電圧モーター、可変周波数モーター、低電圧高出力モーターでは、設計、製造、または運用段階で予防措置が講じられています。一般的な対策としては、回路遮断（絶縁ベアリング、絶縁エンドキャップなどを使用）や電流迂回（接地されたカーボンブラシを使用してベアリングシステムから電流を遠ざける）などがあります。