科普:你知道电动机轴电流的存在吗?

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1 轴电流的危害

在电动机运行过程中,如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存在,那么对于电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时,严重的甚至只能运行几小时,给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。

2 轴电压和轴电流的产生

轴电压是电动机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压,其产生原因一般有以下几种:

(1) 磁不平衡产生轴电压 电动机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,造成在磁路中存在不平衡的磁阻,并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴,在轴的两端感应出轴电压。

(2) 逆变供电产生轴电压 电动机采用逆变供电运行时,由于电源电压含有较高次的谐波分量,在电压脉冲分量的作用下,定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应,使转轴的电位发生变化,从而产生轴电压。

(3) 静电感应产生轴电压 在电动机运行的现场周围有较多的高压设备,在强电场的作用下,在转轴的两端感应出轴电压。

(4) 外部电源的介入产生轴电压由于运行现场接线比较繁杂,尤其大电机保 护、测量元件接线较多,哪一根带电线头搭接在转轴上,便会产生轴电压。

(5) 其他原因 如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。 轴电压建立起来后,一旦在转轴及机座、壳体间形成通路,就产生轴电流。

科普:你知道电动机轴电流的存在吗?

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3 轴电流对轴承的破坏

正常情况下,转轴与轴承间有润滑油膜的存在,起到绝缘的作用。对于较低的轴电压,这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能,不会产生轴电流。但是当轴电压增加到一定数值时,尤其在电动机启动时,轴承内的润滑油膜还未稳定形成,轴电压将击穿油膜而放电,构成回路,轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过,由于该金属接触点很小,所以这些点的电流密度大,在瞬间产生高温,使轴承局部烧熔,被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅,于是在轴承内表面上烧出小凹坑。一般由于转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高,通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。

4 轴电流的防范 针对轴电流形成的根本原因,一般在现场采用如下防范措施:

(1) 在轴端安装接地碳刷,以降低轴电位,使接地碳刷可靠接地,并且与转轴可靠接触,保证转轴电位为零电位,以此消除轴电流。

(2) 为防止磁不平衡等原因产生轴电流, 往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板,以切断轴电流的回路。

(3) 为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流,往往要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘,以消除不必要的轴电流隐患。

4)还有个方法,不使用绝缘轴承,为了节约成本,有的厂家后端使用普通的轴承,为了抑制轴电流,在轴承的外圈使用高压绝缘纸来进行隔绝,两层4000v的,也算是一个措施吧。

一般通过以上处理,大多电动机的轴电流微乎其微,已对电动机构不成实质上危害。经上述方式处理后实际使用寿命可由原几十个小时提高到上万小时,效果比较明显,尤其对高压电动机轴电流的防范效果好,对安全生产具有积极作用。

【本文转自西门子工业技术论坛,作者:nnnn1234

【本文由大卫说电气整理发布,20171120日】

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