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Hallo allerseits,

seit Jahren lese ich gelegentlich von defekten Lagern bei Elektromotoren, Hersteller übergreifend. Nun bin ich wieder über das Thema und eine mögliche Erklärung gestolpert, leider ein englischer Sprache. Mit einem Onlineübersetzer funktioniert es aber recht gut.
PWM Challenges Part 2 - Bearing Currents
www.switchcraft.org/learning/2017/6/26/p...t-2-bearing-currents
Kurz gesagt, wird im Inverter mit PWM aus der Gleichspannung wieder eine Wechselspannung gemacht. Und hier kommt es dazu, das dadurch Ströme innerhalb des Motors fließen und teilweise über die Lager abfließen. Und diese Ströme können mit der Zeit Lager schädigen.

LG
Klaus

Hier ein passender Thread zum Ioniq: www.goingelectric.de/forum/viewtopic.php?f=117&t=84327

Ich tippe da auch im Dunkeln.

- Eine Pulsweitenmodulation ist ja eigentlich etwas Unnatürliches, theoretisch läuft der Motor im Millisekundenbereich unrund.

- Pulsweitenmodulation gibt es allerdings mittlerweile fast überall, Schäden sind nicht üblich.

- Ob zu schwaches Lagermaterial verwendet wurde, ob was in Resonanz ist oder ob tatsächlich Ströme über das Lager abfließen und dadurch Material erodiert kann ich nicht sagen.

Wer so ein "Einzelfall" ist und vielleicht noch bei den Ersten dabei ist hat natürlich großes Pech. Erst wenn der Hersteller genügend Beispiele hat wird er überhaupt reagieren können.

Nicht zu vergessen schlechte Montage.

War beim Ampera ein Thema, dort wurden in Mexico bei der Produktion die Lager tageweise mit dem falschen Werkzeug in den Lagersitz geklopft.
Der Lagerkäfig hat sich dann aufgelöst und die Kugeln sind lustig im Gehäuse mitgedreht.

M.

An die Meldungen zum Ampera erinnere ich mich auch noch. Klar, Montagefehler oder ein unzureichend dimensioniertes Lager können auch Ursache sein. Nach meinem Gefühl, nach lesen des Artikels dürfte die Ursache aber häufiger woanders sein. Siehe wie schnell bgl-tom einen Thread zum Ioniq parat hat. Und da deutet "Das außenliegende Lager klingt wie eine Kreissäge." auf genau das Problem hin, von dem der Artikel im Eröffnungsbeitrag handelt. Ich hatte es gerade wieder in einem Renault-Forum gelesen, Motor mechanisch defekt. Wo das Problem bei Modellen aus 2013 auftrat, wie auch bei recht aktuellen ZE40. Und es würde mich nicht wundern, wenn es bei Tesla auch anfangs ein elektrisches Problem war, das die Driveunit häufiger mal getauscht wurde.
Mir war es nicht bewußt, das hier die Elektrik ein Lager schädigen kann.

LG
Klaus

Ist bzw. war ein Problem mit den asynchron Motoren.

Soweit ich weiß, gibt's als Abhilfe unter anderem Kontakte an der Welle, die Ströme durch die Lager unterbinden sollen.

Keramik Lager waren natürlich auch eine Option...

Die extrem hohen Drehzahlen sind für Kugellager generell auch nicht gerade Lebensdauer verlängernd.

Beim "Außenlager" reicht ja eine schlecht sitzende Dichtung aus, daß Fett raus und Wasser/Salz/Dreck rein können.

Beim Material dachte ich an eine fehlerhafte Stahlqualität der Lagerkomponenten, mangelnde Eingangskontrolle beim Lagerhersteller, der das Lager an den Motorenhersteller liefert, der den Motor an den Hersteller der Driveunit liefert, der sie an den Fahrzeughersteller liefert.

Als Endkunde, der 1 Tag aus der Garantie raus ist, hast du dann das ganz große Los gezogen, insbesondere wenn du einer der Ersten bist.

"Kraftspitzen" durch PWM würde ich jedenfalls als Ursache ausschließen da das sowohl elektronisch (schon allein aus EMV-Gründen) als auch mechanisch "geglättet" wird (Trägheit+Dämpfung). Sonst hätte man durch die Frequenzumrichter bei Servos und diversen anderen industriellen elektrischen Antrieben ähnliche Probleme.

Also so richtig neu ist die Thematik eigentlich auch nicht mehr, da wird wohl seit "Jahrzehnten" auch gut geforscht. Thema kocht aber mit Verbreitung elektrischer Antriebe mit hohen Leistungsdichten in PKWs wieder verstärkt hoch, da die erosiven Effekte im Wälzlager hier verstärkter auftreten können.
Wer da mal etwas tiefer einsteigen möchte bspw. hier:
PDF - "Application guide bearing currents, Technische Universität Darmstadt"
PDF - "Electrical bearing failures in electric vehicles"
Auch andere Industriebereiche sind betroffen wie bspw. Hersteller von Pumpsystemen ...
Best Practices for Mitigating Bearing Currents (...from ABB)

Bearing currents have been around in one form or another since Tesla’s invention of the induction motor in 1887. A recent search of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Xplore database revealed more than 4,200 papers written and archived discussing this subject. Of these, roughly half were authored in the last 10 years, indicating that the understanding of these currents continues to grow through experimentation and analysis. Understanding the mechanism by which bearing currents are generated provides insight into best practices for remediation. ...
vg
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