電動機軸電流的防范措施

1、電動機軸電流的防范措施一、軸電壓、軸電流的產生在電動機運行過程中，如果在電機兩軸承端或轉軸 與軸承間存在軸電流時，將會大大縮短電機軸承的使用壽命，嚴重時 只能運行幾小時。磁不平衡產生軸電壓交流異步電動機在正弦交變的電壓下運行時，其轉 子處在正弦交變的磁場中。由于電動機定轉子扇形沖片、硅鋼片等疊 裝因素，再加上鐵芯槽、通風孔等的存在，在磁路中造成不平衡的磁 阻。當電動機的定子鐵芯圓周方向上的磁阻發(fā)生不平衡時，便產生與 軸相交鏈的交變磁通，從而產生交變電勢。當電動機轉動即磁極旋轉， 通過各磁極的磁通發(fā)生了變化，在軸的兩端感應出軸電壓，產生了與 軸相交鏈的磁通。隨著磁極的旋轉，與軸相交鏈的磁通交替變

2、化，這 種電壓是延軸向而產生的，如果與軸兩側的軸承形成閉合回路，就產 生了軸電流。一般狀況下這種軸電壓大約為1-2V。逆變供電產生軸電壓電動機采納逆變供電運行時，供電電壓含有高次諧波分量，使定子繞組線圈端部、接線部分、轉軸之間產生電磁感應從而產生軸 電壓。異步電動機的定子繞組是嵌人定子鐵芯槽內的，定子繞組的 匝間以及定子繞組和電動機機座之間均存在分布電容，當通用變頻器 在高載頻下運行時，逆變器的共模電壓產生急劇變化，會通過電動機 繞組的分布電容由電動機的外殼到接地端之間形成漏電流。該漏電流 有可能形成放射性和傳導性兩類電磁干擾。而由于電動機磁路的不平 衡，靜電感應和共模電壓又是產生軸電壓和軸電

3、流的起因。當定子繞 組輸人端突加陡峭變化的電壓時，由于分布電容的影響，繞組各點電 壓分布不均，使輸入端繞組接近端口部分電壓高度集中而引起絕緣破 壞或老化。這種現(xiàn)象一般破壞的部分是定子繞組，電壓常集中于侵入 的端點部位。此外，由于繞組的電抗較大，輸人電壓的高頻分量將集 中于輸人端點四周的分布電容上，通過配電線、繞組、機殼間的分布 電容到接地線流通電流，形成一個LC串聯(lián)諧振電路，當其中產生高 頻諧振電流時，就會產生各種各樣的故障。一般通用變頻器驅動容量 較小的異步電動機時，軸電壓的問題可以不合計，但使用超過200kW 的電動機時，特別是已有的風機、壓縮機等進行變頻調速改造的場合， 最好事先確認軸電

4、壓的大小，以便及早采用預防措施。靜電感應產生軸電壓在電動機運行現(xiàn)場，由于高壓設備強電場的作用，在轉軸的兩端感應出軸電壓。電動機在運行過程中，負載方面的流體與旋轉體運行摩擦而 在旋轉體上產生靜電荷，電荷逐漸積存便產生軸電壓。由這種狀況產 生的軸電壓和由磁交變所產生的軸電壓在原理上是不同的。靜電荷產 生的軸電壓是間歇的，并且是非周期性的，其大小與運轉狀態(tài)、流體 的狀態(tài)等因素關系很大。如靜電荷的積存、測溫元件絕緣破損等因素 都有可能導致軸電壓的產生。軸電壓建立起來后，一旦在轉軸及機座、 殼體間形成通路，就產生軸電流。外部原因外部電源的介人產生軸電壓。由于運行現(xiàn)場接線比較繁雜， 尤其大電機保護、測量元

5、件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉軸上， 便會產生軸電壓。由上分析，電動機的軸電壓、軸電流是由于圍繞電動機 軸的磁路不對稱、轉子運轉不同心、感生脈動磁通等原因產生的。它 會使軸一軸承一機座的回路有軸電流流通，在電動機轉子軸兩端、軸 與軸承之間、軸與軸承對地形成軸電壓。依據軸承的種類不同，其耐 壓程度有所不同，假設超過軸承所同意的值，會通過油膜放電或者導 電，在軸瓦和軸承處產生點狀微孔，并在底部產生發(fā)黑現(xiàn)象。嚴重時會使軸和軸承受到損壞，運行中伴隨著激烈的噪聲及設備外殼帶電 等。二、電動機軸電流的危害大中型交流電動機采納稀油潤滑的滑動軸承，電機軸是沉在 油膜上的。正常狀況下，轉軸與軸承間的潤滑油膜

6、起到絕緣的作用。 關于較低的軸電壓，不會產生軸電流。當軸電壓增加到一定數(shù)值時， 尤其在電動機啟動時，潤滑油膜還未穩(wěn)定形成，軸電壓將擊穿油膜構 成回路，產生相當大的軸電流，可達到幾百安甚至上千安。由于該金 屬接觸面很小，電流密度大，使軸承局部燒熔，被燒熔的軸承合金在 碾壓力的作用下飛濺，于是在軸承內表面上燒出小凹坑。通常表現(xiàn)出 來的癥狀是軸承內表面被壓出條狀電弧傷痕，嚴重時足以把軸頸和軸 瓦燒壞。由運行摩擦在軸上產生的靜電荷，使軸的電位因被充電而升 高。當運轉的軸接觸到旋轉體以外的任何部件時，便通過該部件進行 放電。否則就要持續(xù)積存電荷，最后產生過高的電壓，如果超過軸承 油膜的絕緣強度時，電荷在

7、極短的時間內放電。這種現(xiàn)象重復發(fā)生的 結果，就能使軸受到損傷。我公司制氧廠有5臺空壓機電動機，其額定電壓為6kV，自投產以來，多次出現(xiàn)電動機轉子軸與軸瓦相接觸的部位有不同程度的損傷狀況。這種現(xiàn)象不同于軸與軸瓦之間的異常磨損，而是屬于某種物質對軸面進行局部的腐蝕。從腐蝕的狀況來看屬于點腐 蝕，斑點面積最大的達到loran產，深度達到0.9mm。雖然對電動機 轉子軸進行過車洗和金屬噴涂等，但并沒有從根本上解決問題。經過 分析，排除了機械損傷和化學腐蝕的因素，最后確定為軸電流所致。三、防止軸電流產生的措施在軸端安裝接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且與轉軸 可靠接觸，保證轉軸電位為零電位，隨時將電機軸上的靜電荷引向大 地，以此消除軸電流。為防止磁不平衡等原因產生軸電流，在非軸伸端的軸承座 和軸承支架處加絕緣隔板，切斷軸電流的回路。要求檢修運行人員細致檢查并強化導線或墊片絕緣。在機座中除一個軸承座外，其余軸承座及包括所有裝在其 上的儀表外殼等金屬部件都對地絕緣，不絕緣的軸承應裝接地電刷以 防靜電充電。堅持軸與軸瓦之間潤滑絕緣介質油的純度，發(fā)現(xiàn)油中帶水 必須進行過濾處理，否則油膜的絕緣