ทำไมมอเตอร์จึงมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลา? จะป้องกันและควบคุมได้อย่างไร?

กระแสไฟฟ้าที่เพลาเป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไปและหลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับมอเตอร์แรงดันสูงและมอเตอร์ปรับความถี่ได้ กระแสไฟฟ้าที่เพลาสามารถสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อระบบแบริ่งของมอเตอร์ ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตมอเตอร์หลายรายจึงใช้ระบบแบริ่งแบบฉนวนหรือมาตรการบายพาสเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหากระแสไฟฟ้าที่เพลา การเกิดกระแสไฟฟ้าที่เพลาเกิดจากการไหลผ่านของสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในวงจรที่ประกอบด้วยเพลามอเตอร์ แบริ่ง และห้องแบริ่ง ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เพลาและสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อวงจรเปิดทำงาน เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่มีแรงดันต่ำและกระแสสูง ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อระบบแบริ่งของมอเตอร์และจะทำลายแบริ่งในระยะเวลาอันสั้นเนื่องจากการกัดกร่อนทางไฟฟ้า แกนมอเตอร์มีแผ่นโลหะรูปพัดที่มีร่องวางตำแหน่งตามฐาน แกนแยกของมอเตอร์ขนาดใหญ่และความเยื้องศูนย์ของโรเตอร์เป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดกระแสไฟฟ้าที่เพลา ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่เพลาจึงกลายเป็นปัญหาหลักสำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเรื่องกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลา ควรใช้มาตรการที่เหมาะสมในการเลือกและการออกแบบชิ้นส่วนและส่วนประกอบต่างๆ เพื่อกำจัดปัจจัยที่ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลาในทางทฤษฎี จำนวนรอยเชื่อม S บนเส้นรอบวงจะถูกควบคุมและปรับแต่งโดยความสัมพันธ์ระหว่าง S กับตัวหารร่วมมาก t ของจำนวนคู่ขั้วมอเตอร์ เมื่อ S/t เป็นเลขคู่ เงื่อนไขสำหรับการเกิดแรงดันไฟฟ้าไหลผ่านเพลาจะไม่เป็นไปตามที่กำหนด และโดยธรรมชาติแล้วจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลา เมื่อ S/t เป็นเลขคี่ มีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดแรงดันไฟฟ้าไหลผ่านเพลา และกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลาจะเกิดขึ้น แม้ว่ามอเตอร์ชนิดนี้จะเป็นมอเตอร์ความถี่อุตสาหกรรม ก็จะมีปัญหาเรื่องกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลา ดังนั้น สำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่ จึงมักใช้มาตรการเพื่อหลีกเลี่ยงกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพลา

นอกจากนี้ ฮาร์โมนิกส์ลำดับสูงของมอเตอร์ปรับความถี่ได้ยังเป็นหนึ่งในสาเหตุของการเกิดกระแสไฟฟ้าที่เพลา ไม่ว่ามอเตอร์ปรับความถี่ได้จะมีกำลังมากแค่ไหน ก็อาจมีกระแสไฟฟ้าที่เพลาเกิดขึ้นได้ ดังนั้นมอเตอร์ปรับความถี่ได้กำลังต่ำจำนวนมากจึงใช้ตลับลูกปืนแบบมีฉนวน ในขณะที่มอเตอร์กำลังสูงส่วนใหญ่จะใช้ฝาครอบปลายแบบมีฉนวน หรือใช้มาตรการฉนวนที่ตำแหน่งตลับลูกปืนเพลา เพื่อให้มั่นใจได้ว่ามอเตอร์ปรับความถี่ได้สามารถใช้งานร่วมกับชิ้นส่วนมอเตอร์ความถี่อุตสาหกรรมทั่วไปได้ ผู้ผลิตบางรายจึงใช้มาตรการบายพาสที่ตำแหน่งฝาครอบตลับลูกปืน