Các hiệu ứng xả điện qua ổ đỡ đã được nghiên cứu như một hàm tích thốt năng lượng. Theo kết quả thu gặt được từ một số thí nghiệm, các tác giả trong [8], [9], [10] đã rút ra kết luận rằng lượng thể tích thép của ổ đỡ bị bào mịn do tĩnh điện tỉ lệ với giá trị của điện áp tích xả trên và trong [2] cho rằng nĩ tỉ lệ với bình phương giá trị hiệu dụng của điện áp tích xả. Mối quan hệ này thoả mãn năng lượng được tích xả và được tính theo cơng thức:
2. . . 2 1 V C E= (3.3)
Năng lượng này cũng được quy về năng lượng nhiệt gây phá hỏng ổ đỡ trong quá trình xả điện. Thí nghiệm trên mạch điện tương đương của động cơ trên hình 3.1 xác định năng lượng nạp xả trên rotor là:
Chương 3: Vấn đề C_M trong hệ truyền động dùng biến tần G.V.H.D: T.S Nguyễn Văn Nhờ ( ). 2 . 2 1 rg bg rg sr r C C C V E ≅ + + (3.4)
Đẳng thức cĩ dấu xấp xỉ vì phương trình trên đã bỏ qua các giá trị Csg, Cpg và Cng. Tuy nhiên, do Csr lớn hơn Csg rất nhiều do đĩ sai số xảy ra rất nhỏ: chấp nhận được.
Thật ra cĩ đến hai dạng dịng cảm ứng qua ổ đỡ hiện hữu trong bộ biến tần điễn tả qua cơng thức (3.5):
( ) dt dv C C ib = rg +2. bg . rg (3.5)
9 Dạng đầu tiên là do dV/dt điều khiển dịng điện nạp/xả tụ nội tại trong hệ truyền động với đất và dịng chạy qua ổ đỡ như dịng rị. Do điện trở cách điện giữa điểm trung tính của động cơ KĐB với đất khá lớn (khoảng vài chục MOhm) nên sự bào mịn ổ đỡ do dịng này khơng lớn, chủ yếu chỉ ảnh hưởng đến các thuộc tính trong chất bơi trơn. Ngồi ra vì dịng này lệ thuộc vào tổng trở của mạch C.M, nên khi sử dụng máy biến áp nguồn cung cấp cho VSI cách ly khơng nối đất sẽ giảm được đáng kể dịng điện này.
9 Dạng dịng xả thứ hai là dịng xả tụ ngẫu nhiên của điện dung rotor qua các lưỡng cực điện của tấm cách điện của ổ đỡ bằng kim loại hoặc sự nhiễm bẩn hạt truyền dẫn bên trong của mỡ bơi trơn. Dịng này độc lập với trở kháng của mạch C.M dẫn truyền giữa rotor và VSI vì đường xả điện của các dịng này được xác định bên trong động cơ [8]. Do đĩ những thơng số như điện cảm mạch C.M, cấu hình dây cáp nối đất, tần số sĩng mang… khơng ảnh hưởng đến dịng điện này.
Đây chính là dịng điện gây nên sự bào mịn ổ đỡ của động cơ KĐB.
Dịng xả này khơng thể đo trực tiếp vì khơng thể đặt một bộ chuyển đổi trong khu vực cĩ hồ quang khi cĩ dịng xả qua ổ đỡ. Dịng này đo được gián tiếp qua dvrg /dt và những điện dung rotor và ổ đỡ được đo hoặc tính tốn trong (3.5) và phụ lục 1.
Thơng thường trong các bài viết kỹ thuật thì dịng điện dịng điện xả qua ổ đỡ được đo đạc qua các đầu dị trong điều kiện động cơ cĩ cấu trúc đặc biệt như trên. Thật ra, khĩ cĩ thể thực hiện được việc đo đạc được các thành phần dịng điện xả do điện dung nội tại của nĩ dưới hiện tượng xả điện. Tuy nhiên do điện dung từ rotor với đất, Crg, lớn hơn rất nhiều so với điện dung của ổ đỡ, Cbg, nên sai số này cĩ thể bỏ qua.
Năng lượng của hiện tượng xả điện (tỉ lệ với độ bào mịn trên ổ đỡ) là một hàm tỉ lệ với bình phương điện áp xả điện này.
( )t C v ( )te . rg. rg2 e . rg. rg2
2 1
= (3.6)