隨著交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展迅速，交流變頻電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。但與此同時(shí)變頻電機(jī)軸電流導(dǎo)致軸承異常損壞的問題也日益突現(xiàn)。這些情況的發(fā)生，直接導(dǎo)致設(shè)備故障，造成巨大損失。

1變頻電機(jī)軸電流產(chǎn)生原因及危害

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)軸兩端之間或軸與軸承之間產(chǎn)生的電位差叫做軸電壓，若軸兩端通過電機(jī)機(jī)座等構(gòu)成回路，則軸電壓形成了軸電流。軸電壓是伴隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的產(chǎn)生就存在的。一般工頻電機(jī)軸電壓產(chǎn)生的原因主要是磁路不平衡、單極效應(yīng)、靜電感應(yīng)、電容電流等原因造成，但這些原因歸根到底還是磁通脈動(dòng)造成的。且在正弦波（工頻）供電的情況下，如果設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件正常的電機(jī)，轉(zhuǎn)軸兩端電位差很小，其危害尚不嚴(yán)重。

目前，廣泛應(yīng)用的變頻電機(jī)大都采用PwlM變頻電源供電，這時(shí)電機(jī)的軸電壓主要是由于

電源三相輸出電壓的矢量和不為零的零序分量產(chǎn)生。變頻器PwM脈寬調(diào)制導(dǎo)致調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中高頻諧波成份增多，這些諧波分量在轉(zhuǎn)軸、定子繞組和電纜等部分產(chǎn)生電磁感應(yīng)，電機(jī)內(nèi)分布電容的電壓禍合作用構(gòu)成系統(tǒng)共?；芈罚@種共模電壓以高頻振蕩并與轉(zhuǎn)子容性藕合，產(chǎn)生轉(zhuǎn)軸對(duì)地的脈沖電壓，該電壓將在系統(tǒng)中產(chǎn)生零序電流，電機(jī)軸承則是這零序回路的一部分。

軸電流是軸電壓通過電機(jī)軸、軸承、定子機(jī)座或輔助裝置構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生的。在正常情況下，電動(dòng)機(jī)的軸電壓較低，軸承內(nèi)的潤(rùn)滑汕膜能起到絕緣作用，不會(huì)產(chǎn)生軸電流。但當(dāng)軸電壓較高，或電機(jī)起動(dòng)瞬間油膜未穩(wěn)定形成時(shí)，軸電壓將使?jié)櫥湍し烹姄舸┬纬苫芈樊a(chǎn)生軸電流。軸電流局部放電能量釋放產(chǎn)生的高溫，可以融化軸承內(nèi)圈、外圈或滾珠上許多微小區(qū)域，并形成凹槽，從而產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理將導(dǎo)致軸承失效，對(duì)生產(chǎn)帶來極大影響。變頻調(diào)速系統(tǒng)中高頻軸電流對(duì)軸承的電蝕最顯著的特征是在電機(jī)軸承內(nèi)外圈、滾珠上產(chǎn)生“搓衣板”式密密的凹槽條紋。

2變頻電機(jī)軸電壓的限值

如前所述，幾乎所有的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或多或少都會(huì)產(chǎn)生軸電壓，電動(dòng)機(jī)所容許的軸電壓或軸電流的大小與軸承狀況、油膜厚度、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、安裝質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境和軸電流流經(jīng)路徑的阻抗等許多因素有關(guān)。

3措施和對(duì)策

軸電壓是伴隨設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行而產(chǎn)生的，對(duì)于用戶而言，一般無法避免。但軸電壓造成損害必須具備2個(gè)條件：-是軸電壓存在：二是軸承的絕緣（潤(rùn)滑油膜）破壞，給軸電流提供了通路，二者缺一不可。既然軸電壓無法避免，那就應(yīng)把重點(diǎn)放在軸電流的防治中。對(duì)于滾動(dòng)軸承電機(jī)，由于油膜或潤(rùn)滑脂膜很薄，對(duì)軸電壓的作用比較敏感，一般容量100kw（或機(jī)座號(hào)在355）左右的電機(jī)就有必要采取措施預(yù)防軸電流。

最有效最簡(jiǎn)單的辦法就是對(duì)電機(jī)軸承絕緣。以一般變頻調(diào)速電機(jī)為例，軸電流是軸電壓通過電機(jī)軸、軸承、定子機(jī)座或輔助裝置構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生的電流，如圖所示。

電機(jī)系統(tǒng)可能包括4處接地點(diǎn)，其-為電機(jī)非負(fù)荷側(cè)軸端安裝的輔助裝置如測(cè)速計(jì)、編碼器等;其次是電機(jī)兩端軸承;再者為電機(jī)聯(lián)軸器到機(jī)械設(shè)備。在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下當(dāng)軸電壓形成之后，如果軸承絕緣被破壞，在轉(zhuǎn)軸與機(jī)座之間形成了通路，即兩軸承間或前軸承與輔助裝置間通過機(jī)座、大地構(gòu)成軸電流回路，軸電流也就產(chǎn)生了。因此，當(dāng)軸電壓較高時(shí)，電機(jī)不但要一端軸承絕緣， 還應(yīng)特別注意電機(jī)輔助裝置也要絕緣。電機(jī)軸承絕緣，通常是采取非負(fù)荷側(cè)電機(jī)軸承絕緣。

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