久研轴承科技(安徽)有限公司

对电动机轴电流的分析及防范

2016-01-05

(德州格润电机有限公司技术部)
  1.电机引起放电的原因及破坏
  电机引起放电的原因是电机转子存在较大轴电压,从而使电机产生严重的轴电流,电流通过转子和轴承时发生放电现象,使轴承内套产生麻点。麻点又使轴承与转子间的摩擦阻力加大,轴承温度迅速上升。温度升高造成了轴承盒与轴承外套配合出现问题,引起轴承与轴承外套相对运动并磨损轴承盒外盖和内套;同时也使得轴承温度继续升高,黄油受热熔化溢出。由于磨损严重,电机驱动端轴承出现位移,造成转子驱动端与非驱动端不同心,轴承径向受力不均,致使轴承滚柱与内套磨出划痕。轴承小盖及轴承盒磨损非严重,电机振动明显。
  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。
  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。
  3 轴电流的防范
  轴电流的存在对电动机轴承的使用寿命具有极大的破坏性,根据现场实际运行情况,分析其产生的原因,针对轴电流形成的根本原因,一般在现场采用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。一般鼠笼式电机都是产生的静电荷引起的轴电压,所以及时将轴电压接地使其不再形成轴电压,避免电荷放电形成的瞬间轴电流。电机接地线必须要做好,从而保证设备和人身安全。