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ベアリング保護ハンドブック◇新設モータのベアリング保護、運転中モータの状態評価、損傷したベアリングの最適検査方法◇

ハンドブック

モーターやベアリングの異音や故障頻発にお悩みのユーザー必見! 電食から確実に守る方法を解説!

工作機械やスピンドル、産業用モーターから電気自動車まで、あらゆる機械に使われているベアリング(軸受)ですが、異音・故障の原因が分からないという現場担当者からの悩みが聞かれます。

実はその多くは、電気による腐食“電食”が原因ですが、案外それに気付いていないユーザーが多く、モーターやベアリングの適正寿命を全うしないケースが見受けられます。電食の症状であるピッティング、フルーティングを引き起こす軸受電流から、ベアリングを確実に保護する技術『イージス(R)アースリング』は、技術系専門商社の福田交易より入手できます。

まずはガイドブックで詳細をご覧ください!

【目次】
◆ベアリング電流の概要
◆インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について
◆モーターアース
◆イージスの技術
◆イージスアースリングの最適な使用方法 - 低圧
◆イージスアースリングの最適な使用方法 - 中圧
◆DCモーター用 イージス 軸アースの最適な使用方法
◆イージスの取り付けおよび軸の準備
◆イージス 軸電圧測定
◆選定方法
◆イージス リング ラインアップ
◆製品仕様書
◆変換表 インチ⇔メトリック

◆詳細はカタログをダウンロードしご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

このカタログについて

ドキュメント名 ベアリング保護ハンドブック◇新設モータのベアリング保護、運転中モータの状態評価、損傷したベアリングの最適検査方法◇
ドキュメント種別 ハンドブック
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取り扱い企業 福田交易株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

このカタログの内容

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第 3 版 日本語 ベアリング保護ハンドブック 新設・整備モーターのベアリング保護、運転中モーターの 状態評価、および損傷したベアリングの最適検査方法 ~インバーターモーターの信頼性向上技術~
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会社概要 ITWグループメンバーの Electro Static Technology 社は、モーターおよびその他回転機器をインバーターで駆 動するときに発生する軸電圧を安全にアースする イージス® アースリングのグローバルなメーカーです。イ ージス® アースリングは、多くのモーターやその他の回転機器に使用され、その技術は小形モーターから業 務用/産業用モーターといった中・大形モーターまで、あらゆる場面で広く採用されています。 イージス® アースリングは、導電性マイクロファイバーが軸表面に対し、接触状態と非接触状態(ナノギャッ プ)の両状態において、電食の症状であるピッティング、フロスティング、フルーティングを引き起こす軸受電 流からベアリングを確実に保護する、唯一の技術です。イージス®リングは、軸の全周へ配置された特許取得 の導電性マイクロファイバー技術を用い、運転中においても特許技術イージス® FiberLock™チャンネルがフ ァイバーを保護します。次の特許(8199453、8169766、7193836、7136271、7528513、7339777)が取得済みで、 その他特許も出願中です。 保証 製品のご購入から1年間、材料および製造上の品質を保証します。誤った使い方、あるいは誤った取扱いによ る不具合を除き、不良品は交換いたします。本書記載の内容および技術情報は当社またはその代理店によ る善意で提供されています。製品の適合性の決定に関する責任は一切負いません。当社は製品の使用にお ける直接、または製品の使用による結果発生した、いかなる傷害・損失または損害に対して、一切の責任を 負いません。 安全 モーターの修理およびあらゆる危険な作業が伴う職場におけるすべての安全方針に従ってください。準拠 法で義務付けられている適切な保護具を着用してください。作業者は該当する安全規則について通知を受 け、それを遵守する必要があります。当社は製品の使用における直接、または使用の結果発生したいかなる 傷害・損失または損害に対して、一切の責任を負いません。 © 2016 Electro Static Technology, An ITW Company, All rights reserved. Artwork and layout by Joanne Audet, Electro Static Technology このハンドブックの記載内容は、簡単に引用したりクレジット表示してイラスト引用したりする以外は、Electro Static Technology社の許諾なしに一部あるいはすべてを複製することは認められていません。また、このハンドブックの いかなる記載内容も、Electro Static Technologyの書面による事前の承諾なしに複製、検索システムへの保管、また は電子データや、写真複写、記録またはその他の形式を再配布することは認められていません。 本ハンドブックは、通常毎年見直され更新されます。ご意見・ご提案をお寄せください。データのエラーまたは漏れ については、編集者へご連絡願います。入手可能なハンドブックにおける追加や改訂は、次版のハンドブックに記 載され、確認され次第、Electro Static Technology社 のウェブサイトに掲載されます。 権利の放棄 - アプリケーションノートに記載されている内容は、モーターベアリングを保護するために イージス® ベアリング 保護リングを適切に適用するための一般的な指針です。アプリケーションノートの内容および技術情報は参考例として提供さ れています。製品の使用における製品の適合性の決定に関する責任は一切負いません。 ISBN 978-0-9905745-9-0 www.est-aegis.com 特許技術
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目次 ベアリング電流の概要 4-5 イ ンバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について 6-12 モーターアース 13 イ ージス® の技術 14-17 イ ージス® アースリングの最適な使用方法 - 低圧 18-21 イージス® アースリングの最適な使用方法 - 高圧 22-27 DC モーター用 イージス® 軸アースの最適な使用方法 28-29 イ ージス® の取り付けおよび軸の準備 30-33 イージス® 軸電圧測定 34-43 選定方法 44 イ ージス® リング ラインアップ 45-53 製品仕様書 54 変換表 インチ⇔メトリック 55 © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 3 特許技術 技術仕様 型番表 サイズ選択 軸電圧測定 シャフトの取 直流 モー 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング り付け準備 ター ター ター の技術 アース 電流
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ベアリング電流の概要 ANSI/EASA 規格 AR100-2015、Section 2、機械整備:2.2 ベアリング 「ベアリングは剥離、異物、フレッチング、フルーティング、かじり等の損傷状態を 点検すべきである。」 インバーター駆動のモータ―: インバーター駆動のACモーターは、パルス幅変調(PWM)を使用してモーターの速度を制御します。これは、モー ターの軸には静電容量で分圧されたコモンモード電圧が存在し、それがベアリングで放電することで予期せぬダ ウンタイムと修理費用を導く、ピッティング、フロスティングおよびフローティングを発生させることを意味してい ます。さらに、75 kW 以上の大きなモーターや高圧モーターには高周波循環電流が存在し、それがEDM電流によ るピッティング、フロスティングおよびフルーティングを発生させます。ドライブ制御のDCモーターでもベアリン グで放電が起きるほどの静電容量による軸電圧が存在することもあり、さらに7.5 kW以上のモーターには循環 電流が存在する場合もあります。 新設および整備モーターに特化したベアリングの保護: インバーターまたはDCドライブ制御のモーターの場合、2種類の軸受電流に対する軸受保護が施されている重要 です。イージス® アースリングを取り付けることで、静電容量による軸電圧をベアリングから安全に放電させる信 頼性のあるアース経路を設けることができます。循環電流を有するモーターには、高周波循環電流経路を遮断す るために軸またはハウジングの絶縁、あるいはイージス®アースリングの反対に絶縁したベアリングを取り付ける 必要があります。この方法はインバーターモーターの、最も重要な機械部品であるベアリングを保護することでイ ンバーターモーターの本来のメリットを発揮させるために推奨されるベストプラクティスです。 ベアリング診断レポート: インバーターモーターが故障した場合は必ず、ベアリングを取り外し、切断して、EDM放電の兆候を調査する必要 があります。ベアリングの内輪または外輪に「洗濯板」状のフルーティングパターンがあり、損傷が見た目に明らか な場合があります。ANSI/EASA AR100-2015 では、すべてのモーターの修理について、この方法を推奨しています。 この故障を最初から防ぐことにより、すべてのインバーターモーターシステムの信頼性を向上させることができま す。 軸電圧の測定: NEMA MG1 Part 31.4.4.3では、ピーク電圧で10~40 Vp(または20~80 Vp-p)の容量性軸電圧をモーターのベアリ ングで放電を起こす可能性のあるレベルとして特定しています。軸電圧測定は、ベアリングのEDM損傷による設備 停止を防ぎ信頼性を確保する上でインバーターモーターへのイージス® アースリングの必要性を確認する最善の 方法です。イージス® 軸電圧テスター™ デジタルオシロスコープは、軸電圧を測定し記録するための特別な設計 がなされています。 軸電圧測定は、新しいモーターが取り付けられるとき、モーターが修理されるとき、またはベアリングの交換が完 了した時、さらに新しくビルが建設されたり、新しい生産設備が設置される時に実施すべきです。 インバーターモーターの適切な軸接地: インバーターモーターにおける適切な高周波アースは、機器間の筐体間における電位差を防止するために不可 欠です。これは共通の台床にモーターと連結機器が据え付けられていない場合、特に重要です。このような場合、 装置フレーム間の電位を等しくするため、またモーターと連結機器の間の接地ループを防止するために設備す べてにおいて効果的な高周波アースが必要です。高周波電流のアースで最も有効とされているのが高周波用平 網線(イージス® 高周波用アースケーブル)で、主要モーターメーカーやドライブメーカーで推奨されています。 4 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー 直流 モー シャフトの 軸電圧測定 サイズ選択 型番表 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター ター 準備
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ベアリング電流の概要 EDM 放電損傷 PWMの高速スイッチングにより、インバーターが、モーターの軸へ静 電容量による電圧を発生させます。これらの制御で使用される絶縁ゲ ートバイポーラトランジスタ (IGBT)の高速スイッチングにより、ステー ピットを ターとローター間の静電容量を介し軸にコモンモード電圧を発生さ 作る放電 せます。ピーク値で10~40V 程度の電圧はイージス® 軸電圧プローブ ™ をモーターの軸へ接触させることで簡単に測定できます。AEGIS- OSC-9100 軸電圧テスター(100 MHz のデジタルオシロスコープ)によ り、分析用に電圧を表示および記録できます。 参考文献:NEMA MG1 Section 31.4.4.3 電圧がグリース内の絶縁破壊を起こすレベ ルに至ると、最小の電気抵抗路(たいていは EDMピット ベアリング)からモーターのフレーム側へ放 電します。実際はインバーターのスイッチン 軸内輪転動面 グのサイクルごとに軸電圧は軸からフレー ムにベアリングを介して放電し、ベアリング ピットはすぐ 転動面を溶融させクレータを形成します。こ 油膜 に冷え硬化し れらが発生した場合、ベアリング鋼でさえも ます 溶かすほどの高温で潤滑劣化など深刻なダ 外輪転動面 メージを与えます。 放電は毎時数百万回発生しており、短時間のうちにベアリング転動面 全体にフロスティングとして知られる無数のピットを形成します。フル フロスティング ーティング現象も発生していることもあり、洗濯板状のリッジマークを 形成します。フルーティングは深刻なノイズと振動を発生させ、暖房・ 換気・エアコンなどではダクトを通じてノイズが増幅します。フルーテ ィングが起こることにより、モーターの不具合が発生し、設備稼働停止 や生産停止などにより、莫大な損失が発生する場合があります。 不具合は多くの要因で発生しますが、結果から言えることは、問題の 多くが稼働開始から、わずか3~12ヵ月で深刻な不具合が発生すると ベアリングの いうことです。ドライブ制御またはインバーター制御のすべての 外輪のフルーティング AC/DCモーターにはモーターの枠番・出力に関わらず、ベアリングに おいてこのような不具合を起こす可能性があります。 www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 5 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について ベアリングの検査 修理で持込まれるモーターはすべてベアリングを切断し点 検します。特にインバーター制御の場合は修理に加え、装 置の全体的な性能改善を検討する重要な情報をユーザー へ提供します。 レポート用テンプレートはこちら: www.est-aegis.com/bearing 1. すべてのベアリングの外側と内側を検査し、分析用に潤滑のサン プルを保存します。次の点をチェックします。 a. 異物の混在状況 b. 異常発熱を示す傷の有無 c. グリースの硬化状況 d. グリースの異常な変色(黒色化したグリース)の有無 e. ベアリングからのグリースおよびオイル漏洩状況 2. ベアリングの外輪を半分に切断します。切断する前にシールやシ ールドをはがします。 保護メガネや耳栓、手袋や各種保護具を使用して安全に十 分に注意してください。 3. ベアリング内のコンタミやグリースの状況を点検します。 a. 黒色化したグリース:継続的に発生するベアリング内の放電 により潤滑の性能を短時間で悪化させ、ベアリングの転動面 に損傷を発生させます。放電が起こると、グリースの油分が許 容温度を越えた高温まで加熱されます。 b. コンタミネーション:グリースの焼きつきに加え、放電はベア リング転動面から微小な金属片を発生させグリース内へ混 入し拡散していきます。これらのパーティクルは研磨剤となり ベアリングの摩耗を加速させることになります。 6 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧テ 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 スト ズを選択
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について グリースが黒いのは放電時の熱によるグリースの劣化や、放電時 に溶融したベアリング転動面の金属成分が含有したことによるも のです。 新しいベアリンググリースです。 4. 脱脂剤または溶剤でベアリングの汚れを落とします。 安全に注意して作業してください。 5. 放電加工(EDM)の兆候について調査:EDM 損傷 はモーターベアリ ング内で放電することにより形成される無数にある微小ピットで す。電圧が潤滑で絶縁破壊を起こし瞬時に内輪転動面、転動体、 外輪転動面においてアーク放電します。ピットの大きさは、およそ 直径5~10μm程度です。 6. フロスティング:フロスティングはベアリング内外輪の転動面の一 部または全体に形成される灰色に変色した線です。これは機械摩 耗やEDM放電により形成され変色します。これがEDMによるもの なのか機械的なものなのかを判断するために顕微鏡による確認 が必要の場合もあります。もしモーターがアースリングなど適切 な保護がなされずにインバーターで動かされていた場合は、この フロスティングはEDMが原因で起こっている可能性が高いと言え ます。 1000x 7. フルーティング:フルーティングは電食として典型的な洗濯板状の パターンです。フルーティングは裸眼や10倍ルーペ程度で確認で きます。フルーティングは、稀に機械的なベアリングの損傷と誤解 されることもありますので注意してください。 このハンドブックの他に、ベアリングの資料を参照して不具 合の根本原因を確認する必要があります。 インバーターモーターベアリング交換の際は、いつでも新し いイージス® リングを取り付けてください。 www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 7 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について ベアリング電流の3つの発生原因 本ハンドブックでは3つのベアリング電流について記載されており、そのうちの2つ、静電容量によるEDM電 流と高周波循環電流は、インバーターが原因です。50/60Hz 循環電流と称されている、3つ目の電流タイプは 主に大形の50/60 Hzの商用電源で運転するACモーターで存在します。 1. 静電容量によるEDM電流 (インバーター運転時):インバーターのパルス幅変調によ る電圧。この電圧は浮遊容量を通じてモーターの軸と結合しており、モーターのベ アリングまたは連結された機器のベアリングに放電し、放電加工(EDM)損傷を発 生させます。 2. 高周波循環電流 (インバーター運転時原因):高周波循環電流はコモンモード電流に よって形成された高周波磁束が原因で流れる電流です。インバーターによる高周 波循環電流の周波数は、数kHz~数MHz帯域です。75 kW以上のモーターに流れる ことがあります。一般的に、モーターが大きいほど高周波循環電流の影響は大きく なります。 3. 50/60Hz 循環電流(商用電源時):大形モーターにおいては、50/60 Hzの正弦波電源 でもモーターの非対称構造と磁気非対称が原因で極めて低い周波数の循環電流 が流れることがあります。 ベアリングを流れる電流 静電容量によ 静電容量による EDM 電流 る EDM 電流 と高周波循環電流 75kW までの 75kW 以上の モーター モーター 電流 波循 環 高周 量EDM電流静電容 z 循環電 流 50/60 H 0.75 75 375以上 モーター出力 (kW) 8 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ベアリング電流 ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について 商用電源駆動のモーター 460 VAC 50/60Hz • 誘導モーターは、50/60Hz三相電源で運転させるために設計されています。 • 入力電源は、周波数・位相(120度ずつの位相)・振幅がすべてバランスして います。 • コモンモード電圧-バランスしていると三相の和は、常にゼロになります。 注:一般的にベアリングの保護は、大形モーターを除き特に必要ありません。 インバーター制御のモーター • インバーター制御の場合、モーターへ供給される電圧は、正弦波ではなく、プ ラスとマイナスのパルスで入力されます。 • 三相パルスすべて、0V、+、-で高速スイッチングするため入力電圧は必ず平衡 しません。 • コモンモード電圧はたいてい〝方形波”か〝6ステップ電圧形状”になります。 ベアリング内部でのEDM放電を防ぐためにベアリング保護が必要です。 www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 9 特許技術 特許技術 バランスしていない電圧状態 バランスしている電圧状態 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について 静電容量による EDM 電流 モーターのコンデンサーのような働き コモンモード 電源 480vAC • インバーターからモーターへのパルスはモータ ー軸に静電容量を介してコモンモード電圧を発 生させます。 アース線による電荷 • ベアリングで放電電流を発生させます。 • この電圧はイージス® 軸電圧テスター™ デジタル ステーターアースオ線シロに ロータースコーよプ (AるEGIS電-OSC-荷9100) とイージス®SVP シャフト 負荷 軸電圧プローブ™ ティップを使用すると観察でき ローター ます。 ステーター 不平衡出力 VFD 平衡三相入力 ステーター AEGIS-OSC-9100 ローター シャフト 負荷 ベアリングで起こる電圧アーク • ベアリングの電圧アークと放電ロ加工ー(EDM)タ電 ー コモンモード 軸電圧アーク 電源 480 Vp-p 30 Vp-p 流によりベアリング転動面に数千のピットが 形成されます • ベアリングの劣化による摩耗スとノイテズのー増加ター アース線による電荷 • 結果的にベアリング転動面にフルーティング ステーター を形成させます ローター シャフト 負荷 • ベアリング潤滑の劣化 ローター 不平衡出力 ステーター• 予期せぬ設備稼働停止の可能性 不平衡出力 VFD 平衡三相入力 シャフト 輪転動 面 内 油膜 ピットはすぐに 冷え硬化します EDM 平ピット衡 外輪転動面 VFD黒色化したグリース フルーティング 三相入力 10 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について インバーターモーターの高周波循環電流 ステーター巻線からのモーター軸周辺にお 連結機器 ステーター ける磁束不均衡により、電流はモーターベ アリングを介して循環します。高周波循環電 シャフト 流は75 kW 以上の大形ACモーターと7.5 kW ローター 以上のDCモーターで問題になることがあり ます。 高周波循環電流とともに、連結する装置のベ アリングまたはギアに放電加工損傷(EDM) 連結機器 ステーター を発生させる静電容量によるEDM電流もあ 容量性電圧 ります。そのため、高周波循環電流を考える シャフト ときもイージス® アースリングを使ってモー ターベアリングおよび連結装置でのEDM電 ローター 流の除去が重要です。 スリーブ 静電容量によるEDM電流と高周波循環 電流の両方からベアリングを保護する最 イージス® SGR イージス® CS015-内側または外 適な方法 側(図示)への 取り付け 絶縁ベアリング 最適な方法は、モーターの反負荷側(NDE) を絶縁することで高周波循環電流を遮断し、 連結機器 ステーター 静電容量によるEDM電流はイージス® リング を負荷側(DE)へ取り付け除去することです。 シャフト この方法によりモーターの負荷側のベアリン ローター グと連結された装置の両方が保護されます。 イージス® 高周波 アースストラップ www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 11 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流 インバーター インバーター インバーター
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インバーター制御による軸電圧およびベアリング電流について 50/60 Hz 循環電流 – 大形モーターの 50/60Hz ライン 電圧からの低周波循環電流 大形モーターにおいては、商用電源(正弦波)でもモー ベアリングを流れる電流 ターの磁気非対称が原因で低周波循環電流が流れ ることがあります。 a. 一 般 的 に は 大 形 モ ー タ ー で 現 れ 75kW 未満の 75kW 以上の 電 流 モーター モーター 波循 環 ます。 高周 b. 2つのベアリングを介し軸とフレームを循環 電流静電容量 EDM します。 対策:ベアリングを介して流れる高周波循環電流を遮 断することがベアリングの電食を防ぐ上で最適な方 電流 50/60 H z 循環 法です。 0.75 75 375以上 参考:NEMA MG1 Part 31.4.4.3 モーター出力 (kW) アース経路 イージス®リングは、軸からフレームへ有害な軸 電圧をアースします。軸電圧は、軸・導電性マイク ロファイバー・イージス®リングのハウジング・取 り付け金具(または導電性エポキシ)を通ってモー 連結機器 ターフレームへ流れます。 ステーター イージス® HFGS(高周波アースストラップ)は、モ シャフト ーターのフレームとアース間のインピーダンスを ローター 低くするために使用する平網線です。一端をモー ターに固定し、もう一端をアースに固定します。 そのため、これらの経路はすべて導通を阻害して はいけません。モーターを修理する場合、モータ ーブラケットとフレームとの間などに塗装がある 場合は必ずそれらを除去してください。テスター を使用して抵抗を確認してください。 12 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ベアリング電流 インバーター ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択
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モーターアース モーターフレームと系統アースの同電位化を確実に行う イージス® 高周波アースストラップ イージス®リングはモーターベアリングを保護し、フルーティングなど、 ベアリングの故障を防ぎ、高周波アースストラップ (HFGS) は系統アー スへの確実な経路を確保します。 インバーターモーターにおける適切な高周波アースは、機器間にお ける筐体間電位差を防止するために不可欠です。これは共通の台床 にモーターと連結機器が据え付けられていない場合、特に重要です。 このような場合、装置フレーム間の電位を等しくするため、またモー ターと連結機器の間の接地ループを防止するために設備すべてに おいて効果的な高周波アースが必要です。 高周波電流のアースで最も有効とされているのが高周波用平網線 (イージス® 高周波用アースストラップ)で、主要モーターメーカー やドライブメーカーで推奨されています。イージス®高周波アースス トラップは、インバーターが発生させる高周波電流に対してモータ ーのフレームからアースへの極めて低いインピーダンス経路を確保 します。モーターのベアリングに流れる電流に安全な経路を提供す るイージス®リングと、イージス®高周波アーストラップでモーターか ら系統アースまでの経路を完成させます。 高周波アースストラップは、8mm [5/16”]ネジを締め付けるために、 スズめっき リング端子 一端がスズめっきされたパンチ穴(NEMA/IECフレームに基づいたサ パンチ穴 イズ)ともう一端がリング端子として設計されています。標準の長さ は、305mm [12”] および 610mm [24”] 刻みでご提供できます。両端に リング端子の付いた汎用ストラップもあります。長いストラップとそ の他の端子についてはご要望によりご提供できます。部品リストに ついては、53 ページを参照してください。 マイクロファイバ―・アー スリング 4 1 モーターの脚からアース(大地) 連結機器 ステーター 2 連結機器からモーター、または共通アース(大地) シャフト ローター 3 モーターの脚/施設のアースからインバーターアース線 2 モーター筐体から金属配管、 4 インバーターアースから金属 3 配管 1 アース(大地) イージス® 高周波アースストラップ www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 13 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流 インバーター
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イージス® の技術 イージス® アースリングは、接触と非接触でアースします。 独創的で他にない製品 イージス® アースリングの ナノギャップ技術 • 独自の接触/非接触設計 • 360°軸全周に配置された導電性マイクロファイバー • ファイバー多層構造による高い信頼性 • 最高のアース技術と性能 イージス®アースリングは、その特許取得のデザインと、独創的な導電性マイ クロファイバーにより、モーター軸と電気的接点を持ち、軸との機械的な接 触が失われても効果を維持します。イージス®ナノギャップ技術は、メンテナ ンスフリーで軸と接触と非接触状態で機能し、モーターのベアリング寿命を 延ばし、高い信頼性のアース技術を提供し続けます。 特許取得の導電性マイクロファイバーがモーターの寿命を延ばします イージス®アースリングの特長は、モーターの軸全周を覆う十万本以上の導電性マ イクロファイバーにあります。この無数にある接点がファイバーと軸とを機械的に 接触/非接触で、アースリングを常に導通させます。特許取得済みの”nanogap(ナノ ギャップ)”技術が、常に、軸と接触状態と非接触状態でアースします。 破断することのない特別に設計されたマイクロファイバー 摩耗を極小化させ、導通を最大化させるよう、特別に開発されたイージス®導電性 マイクロファイバ ー は 、モ ーター の 寿 命まで そ の 効 果 を 発 揮し続 けます。 10,000時間のテストにおいて摩耗量が0.025mm未満であることから、計算上、連続 使用で200,000時間以上の寿命が期待できます。 Wear-to-Fit™デザイン シャフト 特許取得のイージス®導電性マイクロファイバーはその摩耗が極めて少なく、破断 することのない機械的に柔軟な性質を持っています。リングの耐用年数において、 少ない摩耗特性のファイバーは、モーターの軸径までしか摩耗せず、イージス® ア ースリングが引き続き効果的にモーターのベアリングを保護することができるナノ ギャップ 接 触 が 保 持 されます。テストで は 、2 0 0 万 回 の 正 逆 反 転 テスト( 0 ~1,800min-1)でファイバーの劣化や破断がありませんでした。 イージス® 特許取得「FiberLock™(ファイバーロック機構)」によるマイクロファイバーの リング 保護 イージスの特許取得”FiberLock”機構はモーター軸の全周で導電性マイクロファイ バーを保護し、破断することなくファイバーを柔軟な状態に保ちます。またこの FiberLock機構は過度の塵芥、オイルやグリースなどのコンタミからも保護する働き シャフト があります。 劣悪環境ではモーターの内部にイージス® リングを取り付けるかOリングまた は、Vリングなどを軸へ取り付けます(33ページ参照)。大形モーターまたは高圧モ FiberLock™ ーターについては、塵芥または異物から保護する、Oリング保護付きのイージス® 機構 PROSLR (23ページ) をご指定ください。 14 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択
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イージス® の技術 軸と接触・非接触に関わらず、確実にアースします イージス® はその独創的なデザインにより、機械的に軸と接触しているマイクロファイバーと、接触せずにナノレ ベルで近接しているファイバーが混在します。特許取得のElectron Transport Technology™ により、すべてのマイク ロファイバーが電気的接点を保持し、常時最良のアース性能を発揮します。この技術がモーターの寿命を迎える まで、機械的な接触と3つのナノギャップレベルで近接した状態で導通を保持し続けます。この3つの非接触状態 はグリースやオイル、塵芥などのコンタミがある環境でもアース効果を発揮し、モーターの回転数に関係なく、機 能を保持し続けられます。イージス® リングはモーターの長寿命化やメンテナンスフリーが実現できます。 電子の 電界 タウンゼントの トンネル効果 放出効果 電子雪崩現象 トンネル効果はギャップが2nm 電界放出は、強い電界下ではポ タウンゼントの電子雪崩は、5μm よりも小さいところで起こる現象 テンシャル障壁をこえて量子が よりも大きいギャップで起こる で、電子が絶縁体を”トンネル”の トンネル効果で移動するという 現象で、衝突とギャップ間で加 ように通過できる性質を利用し 現象です。2nm~5μmでアースと 速されたイオンのイオン化の衝 ています。 して効果を発揮します。軸電圧に 撃により、放出された二次電子 よる電界が、イージス®リングのフ のカスケード効果の結果起こる ァイバーにとって、軸から電子を 現象です。このイオン化がプラス 移送させる最適な条件を形成し イオンとマイナスイオンを形成 ます。 し、それが軸電圧の中性化を起 こします。 イージス® リングと従来のアースブラシ イージス®リングのデザインや性能の特長を、従来のカーボンブラシと比較します。イージス®リングは、その特許 技術のデザインと、独創的な導電性マイクロファイバーにより、モーター軸と電気的接点を持ち、例え軸との機械 的な接触が失われても効果を維持します。このようにベアリングを独自の技術で保護できるアースブラシは他に ありません。 性能/特性 イージス® リング 従来のアースブラシ 軸の全周にわたるリングデザイン o x 接触・非接触でアース o x ファイバー保護機構 o x 極少摩耗量/摩耗後も機能 o x メンテナンスフリー o x 塵芥、オイル、グリースに悪影響を受けない o x www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 15 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流
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イージス® の技術 低圧モーターにイージス® SGR、高圧モーターにはイージス® PROシリーズ 375kW未満の低圧モーター 低・高圧モータ > 375kW 入力電圧:600 VAC未満 推奨リング:イージス® PRO シリーズ 推奨リング:イージス® SGR 一方のベアリングを絶縁させ、その反対側の軸 75kW超のモーターは、一方のベアリングを絶 へイージス® PRO シリーズを取り付けます。 縁させ、その反対側の軸へイージス® SGRを取 り付けます。 6層の導電性マイクロファイ バー 特徴: 特徴: • デザイン:イージス® SGR • デザイン:イージス® PRO シリーズ • 特許取得のファイバー保護技術FiberLock™構造 により導電性マイクロファイバーを保護 • 特許取得のファイバー保護技術FiberLock™構造により導電性マイクロファイバーを保護 • ファイバー:2層 • ファイバー:6 層 • 軸とのオーバーラップ:約0.76mm • 軸とのオーバーラップ:約0.76mm • 厚み:7.5mm • PRO リング形状により異なる • リング外径:イージス® カタログをご参照 ください。 • 外径:軸 + (図面を参照) 取り付け: 取り付け: • モーター内部/外付け可能 • モーター内部/外付け可能 • 軸径から型番を選択 • 軸径から型番を選択 • 一体型/二分割型 • 一体型/二分割型 • 特殊な取り付け時はご相談ください • 特殊な取り付け時はご相談ください イージス® SGRの許容電流 イージス® PRO シリーズの許容電流 イージス® アースリング 高周波放電特性(50 Wでのアンペア) イージス® PRO シリーズ 高周波放電特性(50 Wでのアンペア) 70 250 60 200 50 40 150 30 100 20 50 10 0 0 12.5mm 25mm 50mm 100mm 200mm 50mm 100mm 200mm 400mm 800mm 16 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 電流(A) 電流(A) ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択
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イージス® の技術 仕様 ファイバーの柔軟性 イージス® リングは特許取得のFiberLock™ 機構により、導電性マイクロファイバー がしなやかに曲がるように設計されています。ファイバーは軸の 360°全周に FiberLock™ 内で複数層配置され、軸接触を最大化させます。ファイバーの長さは軸 に対し、約0.76mmオーバーラップします。 ファイバーの摩耗 一般的な摩耗量は10,000時間で0.025mm以下の摩耗量です。ファイバーのオーバー ラップしている分の長さが摩耗する予想時間は20万時間を超えます。摩耗量はそれ ぞれのアプリケーションの条件により変わる可能性があります。ファイバーは接触と 非接触両面で機能を維持します。 摩擦 アキシアル・ラジアルの両方向においても、ファイバーの摩擦はほぼゼロです。非 常に軽い接触のみで、モーターの性能を落とすことのない最小の摺動抵抗です。 軸の表面仕上げ Ra 3.2、またはそれより滑らかな状態 イージス® リングの イージス®リングはメンテナンス不要です。軸電圧の除電のために軸表面は必ず導 メンテナンス 電性を維持しなければなりません。 交換 インバーターモーターのベアリングを交換される場合は、毎回新しいイージス®リン グに交換してください。 モーター軸のオイルやグリー 少量のオイルやグリースはモーター表面が導電性である限り問題ありません。ファ ス イバーはモーターの軸と接触を保持し、さらにそれが表面からオイルを”掃き出す” 効果もあります。 塵芥 少量の塵芥は問題ありません。運転中、ファイバーが塵芥を「掃き出し」ます。軸表面 は必ず導電性を維持しなければなりません。 回転方向 モーターの正逆回転は問題ありません。回転方向の制限はありません。 同芯度 0.25mmTIR 回転数(周速)制限 ありません。高回転の場合は実質的に非接触状態となり摺動がなくなります。特別 なアプリケーションの場合はご相談ください。 温度(最高) 210 °C -特別なアプリケーションの場合、ご相談ください。 温度(最低) -80 °C -特別なアプリケーションの場合、ご相談ください。 湿度 0~90% -特別なアプリケーションの場合、ご相談ください。 軸表面の導電性 シルバーペイント(別売:CS015)を軸に塗布すると、表面導電性が向上し、さびや腐 食の防止にも役立ちます。 RoHS規制 リングに使用されるすべての材料は電気/電子機器の特定有害物質使用規制 2002/95/EC 指令に準拠しています。最大濃度値 ( MCV) を超える RoHS 使用禁止物質 は使用していません。 リングに使用されるすべて 1. 次の物質は均一材料の質量の 0.1%(RoHS 指令による): の材料は電気/電子機器の 鉛 (Pb) 特定有害物質使用規制 水銀 (Hg) 2002/95/EC指令に準拠 六価クロム (Cr(VI)) しています。 多臭素化ビフェニル (PBB) ポリ臭素化ジフェニルエーテル (PBDE) 2. 次の物質は均一材料の質量で 0.01% 以下(RoHS 指令による): カドミウム(Cd) 注:RoHS 証明書はご相談ください。 防爆 防爆は不適合です。(Class 1 Division 1, Division 2 or Class 1 Zone 1, Zone 2).イージス® アースリングは、IEEE Std 303™-2004に従って防爆容器の内側に取り付けられます。 CE および UL 規格 CE および UL 規格イージス® リングは、”部品”であるため、どの指令にも該当しませ ん。この部品には、CEまたはULマークは適用されません。 www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 17 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流
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低圧モーター用イージス® 軸アースの最適な使用方法 75kW未満のモーター(低圧) 低圧モーター: 推奨方法:負荷側・反負荷側ともに単列ボー ルベアリングの誘導モーターの場合: イージス® SGR イージス® CS015 -内側または外 側(図示)への • イージス® SGRを負荷側、あるいは反負荷 取り付け 側に1つ取り付け容量性軸電圧を除去 します。 連結機器 • イージス® SGRは、モーター内部でも外部ステーター でも取り付け可能です。 • モーターの軸でイージス® SGRのファイ シャフト バーがあたる部分に、シルバーペイント ローター (別売:CS015)を塗布してください。 アース 推奨品:イージス® SGR イージス® 高周波 アースストラップ 安全に注意して作業してください。GHS モーターベアリングおよび機械側のベア SDSはこちらからダウンロード可能 です。 リングを保護します。 www.est-aegis.com 75 kW 以上のモーター 低圧モーター: スリーブ 負荷側・反負荷側ともに単列ボールベアリン グの横形モーターの場合: イージス® SGR -内側(図示)ま イージス® CS015 • 反負荷側:ベアリングハウジングは絶縁 たは外側への取 り付け 絶縁ベアリング スリーブや絶縁ベアリング、絶縁ブラケッ トなどで絶縁し、循環電流を遮断します。 連結機器 • 負荷側:イージス® リングを取り付けます。ステーター • イージス® リングはモーターの内部でも、 シャフト 外側のモーター端面でも取り付け可能 ローター です。 • モーターの軸でイージス® SGRのファイバ ーがあたる部分に、シルバーペイント(別 アース 売:CS015)を塗布してください。 イージス® 高周波 推奨品: アースストラップ Œ 375kW未満の低圧モーター: イージス® SGR Œ 375kW以上の低圧モーター: イージス® PRO シリーズ イージス® リングは絶縁の反対側へ取り付けます。 18 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 インバーター インバーター ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択
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低圧モーター用イージス® 軸アースの最適な使用方法 両側のベアリングが絶縁されているモーター 低圧モーター: スリーブ • ギヤボックスやポンプ、ファン、エンコー ダーなどのベアリングを保護するため、 イージス® SGR 負荷側にイージス リングを取り付けま -内側(図示)ま イージス® CS015 ® たは外側への取 負荷側と反負荷側の す。 り付け 絶縁スリーブまたはセラミックベアリング • イージス® リングはモーターの内部でも、 外側のモーター端面でも取り付け可能 連結機器 ステーター です。 • シルバーペイント(別売:CS015)を塗布す シャフト ることを特に推奨します。 ローター 推奨品: Œ 低圧モーター:イージス® SGR Œ 375kW以上の低圧モーター: アース イージス® PRO シリーズ イージス® 高周波 アースストラップ モーターでイージス® リングを取り付 STOP けていない場合、軸電圧が連結機器 イージス® リングは絶縁の反対側へ取り付けます。 側へ流入する恐れがあります。 ローラーベアリング、またはスリーブベアリングのモーター 低圧モーター: スリーブ イージス® CS015 イージス® SGR -内側(図示)ま • ローラーベアリング、スリーブベアリング たは外側への取 のハウジングで絶縁させるか、絶縁ベア り付けローラーベアリ ングの絶縁 リングを使用してください。 • 負荷側が絶縁されたローラーベアリン グ:イージス® リングを反対側(反負荷側 ステーター) 連結機器 へ取り付けます。 またはベルトの付いた シャフト • イージス® リングはモーターの内部でも、 アプリケーション ローター 外側のモーター端面でも取り付け可能 です。 • シルバーペイント(別売:CS015)を塗布す アース ることを特に推奨します。 イージス® 高周波 アースストラップ 推奨品: Œ 低圧モーター:イージス® SGR 注:負荷側のローラーベアリングを絶縁することを推奨しま Œ 375kW以上の低圧モーター: す。ただし、これが不可能な場合、反対側のベアリングで絶 イージス® PRO シリーズ 縁させ イージス® リングをローラーベアリング側に取り付け ます。 イージス® リングは絶縁の反対側に取り付ける必要があり ます。 www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com イージス® ハンドブック | 19 特許技術 特許技術 技術仕様 カタログ 正しいサイ 軸電圧測定 シャフトの取 DC モーター 高圧モー 低圧モー イージス® モーター ベアリング ズを選択 り付け準備 ター ター の技術 アース 電流 インバーター インバーター
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低圧モーター用イージス® 軸アースの最適な使用方法 75 kW未満の立形中実軸モーター 低圧モーター: • 下側のベアリング:イージス®SGR リング を取り付けます。 イージス® CS015 • イージス® SGRはモーターの内部でも外側 のモーター端面でも取り付け可能です。 • シルバーペイント(別売:CS015)を塗布す イージス® SGR ることを特に推奨します。 -内側(図示)ま たは外側への取 推奨品:イージス® SGR り付け イージス® 高周波 アースストラップ 安全に注意して作業してください。MSDS はこちらからダウンロード可能 です。 アース www.est-aegis.com 連結機器 75 kW以上の立形中実軸モーター スリーブ 低圧モーター: 絶縁ベア • 上側のベアリング:スリーブで絶縁させる リング か、絶縁ベアリングで絶縁させます。 • 下側のベアリング:イージス®リングを取 イージス® CS015 り付けます。 • イージス® リングはモーターの内部でも、 イージス® SGR 外側のモーター端面でも取り付け可能 -内側(図示)ま です。 たは外側への取 り付け • シルバーペイント(別売:CS015)を塗布す イージス® 高周波 ることを特に推奨します。 アースストラップ 推奨品: Œ 低圧モーター:イージス® SGR アース Œ 375kW以上の低圧モーター: 連結機器 イージス® PRO シリーズ 20 | イージス® ハンドブック www.est-aegis.com © 2017 Electro Static Technology www.est-aegis.com 特許技術 特許技術 ステーター ステーター シャフト シャフト ローター ローター インバーター インバーター ベアリング モーター イージス® 低圧モー 高圧モー DC モーター シャフトの取 軸電圧測定 正しいサイ カタログ 技術仕様 電流 アース の技術 ター ター り付け準備 ズを選択