Messung von Lagerströmen in Permanentmagnet Synchronmotoren

Es ist im Bereich der Antriebstechnik bekannt, dass Umrichtersysteme bei Antriebsmaschinen nach einigen Monaten im Betrieb zu Beschädigungen im Lager bis hin zu deren Ausfall führen können. Der Grund sind hohe Frequenzanteile der Umrichterspannung, welche zu elektrischen Entladungen in den Lagern führen und diese nachhaltig mechanisch beeinträchtigen.

Direkte Lagerstrommessungen bei verbauten Lagern von Antriebsmaschinen können, wenn überhaupt, nur unter grossen Schwierigkeiten und Aufwand durchgeführt werden. Der eigens dafür konzipierte und entwickelte Lagerprüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass die Lager ausserhalb der Maschine in einem Lagerbock unter realistischen Betriebsbedingungen geprüft werden können.

Folgende Betriebszustände können am Lagerprüfstand vorgegeben werden:

Sowohl für die Regelung der Betriebsparameter als auch für die Messung der auftretenden Lagerströme am Prüflager wurde ein Programm in LabView erarbeitet. Somit können die Lagerstromversuche über einen längeren Zeitraum (Monate) automatisiert durchgeführt werden.

In einer ersten, 30-tägigen Versuchsreihe konnte mit zwei Prüflagern die Funktion des Lagerprüfstands bestätigt werden. In den Abbildungen 6 und 7 sind die Prüflager dargestellt. Beim Lager auf Abbildung 7 wurde die Lagerschädigung mittels synthetisch generierten Lagerströmen forciert. Das Lager auf Abbildung 6 diente als Referenzlager und wurde elektrisch isoliert, jedoch unter denselben Betriebsbedingungen betrieben. Somit konnte sichergestellt werden, dass die resultierende Lagerschädigung von den synthetisch generierten Lagerströmen stammt.