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2021-09-23
在電動機運行過程中,如果在電機兩軸承(chéng)端或轉軸(zhóu)與軸承間存在軸電(diàn)流時,將會大大(dà)縮短電機軸承的(de)使(shǐ)用壽命,嚴重時(shí)隻能運行幾小時。下麵小編跟(gēn)大家來分析下電動(dòng)機軸電壓和軸(zhóu)電流的產生。

一、軸電(diàn)壓、軸電流的產生的原因
1.磁不平衡產生軸電壓
交流異步電動機在正弦交變的電壓(yā)下運行時,其轉子處在正弦交變的磁場中。由於電動(dòng)機定轉子扇形衝片、矽鋼片等疊裝因素,再加上鐵芯槽(cáo)、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(xiàng)上的磁阻發生不平衡時,便產生與軸相(xiàng)交鏈的交變磁通,從(cóng)而產生交變電勢。當電(diàn)動機轉(zhuǎn)動即磁極(jí)旋轉,通過各磁極的磁通發生了變化,在軸的兩端感應出軸電壓,產生了與軸相(xiàng)交鏈的磁通。隨著磁極的旋轉,與軸相交鏈的磁通交(jiāo)替(tì)變化,這種電壓是(shì)延軸向而產生的,如果與軸兩側的軸(zhóu)承形成閉(bì)合回路,就產生了軸電(diàn)流。一般情況(kuàng)下這種軸電壓大約為1-2V。
2.逆變供電產生軸電壓
電動機采用逆變供(gòng)電運行時,供電電(diàn)壓含有高次諧波分量,使定子繞組(zǔ)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(yì)步電動機的定子繞組是嵌人定子鐵芯(xīn)槽內(nèi)的(de),定子繞組的匝間(jiān)以及定子繞組和電動機機座(zuò)之間均存在分布電容,當通(tōng)用(yòng)變頻器在高(gāo)載頻下運行時,逆變器的共模電壓(yā)產生急(jí)劇變化(huà),會通過電動機繞組的分布電容(róng)由電動機的外(wài)殼到接地端(duān)之間形成漏電流。該漏電(diàn)流有可(kě)能形成放射(shè)性和傳(chuán)導性兩類電磁幹擾。而(ér)由於電動機(jī)磁路(lù)的不平衡,靜電感應和共模電(diàn)壓又是產生軸電壓和軸電流的起因。當定子繞組輸入端突加陡峭變(biàn)化的(de)電(diàn)壓時,由於分布電容的影響,繞組各點電(diàn)壓分(fèn)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(huò)老化。這種(zhǒng)現象一般破壞(huài)的部分是(shì)定子(zǐ)繞組,電壓常集中於侵(qīn)入的端點部位。此外,由於繞組的(de)電抗較大,輸入電壓的高頻分量將集中於輸入端點附近的分布電容上,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串聯諧振電路,當其中產(chǎn)生高頻(pín)諧振電流時,就會產生各(gè)式各樣的故障。一般通用變頻器驅動容量較小(xiǎo)的異步(bù)電動機時,軸電壓的問題可以不(bú)考慮,但使用超過200kW的電動機時,特別是已有的風機、壓(yā)縮機等進(jìn)行變頻調速改(gǎi)造的場合,Z好事先確認(rèn)軸(zhóu)電壓的大(dà)小,以便及早采取預防(fáng)措施(shī)。
3.靜電感應產生軸電壓
在電動機運行現(xiàn)場,由於高壓設備(bèi)強電場的作用,在轉軸的兩端感應(yīng)出軸電壓(yā)。
4.靜電荷
電動機在運行過程中,負載方麵的流體與(yǔ)旋轉(zhuǎn)體運(yùn)行摩擦而(ér)在旋轉體上產生靜電荷,電荷逐漸積累便產生軸電壓。由這種情況產生的軸電(diàn)壓和由(yóu)磁交變所產生的軸電壓在原理上是不同的(de)。靜電荷產生的軸電壓是間(jiān)歇(xiē)的,並且是非周期性的,其大(dà)小與運轉狀態、流體(tǐ)的狀態等因素關係很(hěn)大。如靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能(néng)導(dǎo)致軸電壓的產生。軸電壓建立起來後,一旦在轉(zhuǎn)軸及(jí)機座、殼體間形成通路,就產生軸(zhóu)電流。
5.外(wài)部原因
外部電源的介入(rù)產生軸電壓。由於(yú)運行現場接線比較(jiào)繁雜(zá),尤(yóu)其大電機保護、測(cè)量元件接線較多,哪一根帶電線頭(tóu)搭接在轉軸上,便會產(chǎn)生軸電壓。
由上分析,電動(dòng)機的軸電壓、軸電流是由於環繞電動機軸的磁路不對稱、轉子運轉不同心、感(gǎn)生脈(mò)動磁通等原因(yīn)產生(shēng)的。它會使軸(zhóu)一軸承一機(jī)座的(de)回路有軸電流流通,在電動機(jī)轉子(zǐ)軸兩端(duān)、軸與軸承(chéng)之間、軸與軸承對地形成軸電壓。根據(jù)軸承(chéng)的(de)種類不同,其耐壓程度有所不同,若超過軸承所允許的值,會通過油膜放(fàng)電或者導電(diàn),在軸瓦和軸承處產生(shēng)點狀微孔,並在(zài)底部產生發(fā)黑現象。嚴重時會使軸和軸承受到損(sǔn)壞,運行中伴隨著強烈的噪聲(shēng)及(jí)設備外(wài)殼帶電等。
二、電動機軸電(diàn)流的危害
大中型交流電動機采用稀(xī)油(yóu)潤滑的滑動軸(zhóu)承,電機軸是沉在油膜上的。正常情(qíng)況下,轉軸與軸承間的潤滑油膜起到絕緣(yuán)的作(zuò)用。對於較低(dī)的軸(zhóu)電壓(yā),不會產(chǎn)生軸電(diàn)流。當軸電壓(yā)增加到一定數(shù)值時,尤其在電動機啟(qǐ)動時,潤滑(huá)油膜還未穩定形(xíng)成,軸電壓將擊穿油膜構成回路,產生(shēng)相當大的軸電流,可達到幾百安甚至上千安。由於該金屬接觸麵很小,電流密(mì)度大,使軸承局部燒熔,被燒熔的(de)軸承合金在碾壓力的作用下飛濺,於是(shì)在軸承內表麵(miàn)上燒出小凹坑。通常表現出來的症(zhèng)狀是軸承內表麵被壓出條(tiáo)狀電弧傷痕(hén),嚴重時足以把軸頸和(hé)軸瓦燒壞。
由於(yú)運動摩擦在軸上產生靜電荷,使軸的電位因被充電(diàn)而升高。當運轉的軸(zhóu)接觸到旋轉體以外的任何部件時,便通達該部件進行放電。否(fǒu)則就要繼續積累電荷,Z後產生過高的電壓,如果超過軸承油膜的絕緣強度(dù)時,電荷在極短的時間內(nèi)放電。這種現象重複發生的結果?就能(néng)使軸(zhóu)受到損傷。
三、防止軸(zhóu)電流產生(shēng)的措施
1、在軸端安裝接地碳刷,使接地碳刷可靠接地,並且與轉軸(zhóu)可靠接觸,保證轉軸電位為零電位,隨時將電機軸上(shàng)的靜(jìng)電荷引向大地,以此消除軸電流。
2、為防止磁不平衡(héng)等原(yuán)因產生軸電流,在非(fēi)軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣隔板,切(qiē)斷軸電流的回路。
3、要求檢修運行人員(yuán)細致檢查並加強(qiáng)導線或墊片絕(jué)緣。
4、在機(jī)座中除一個軸承(chéng)座外(wài),其餘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(yuán)的(de)軸承應裝接地電刷經防靜電充電。
5、對於由軸交鏈交磁通所產生的軸電壓,可在電動機一側的軸承座(zuò)下加絕緣墊(diàn)以割斷軸與(yǔ)軸瓦之間形成的回路,使軸電流無法產生。但在實際工作(zuò)中對絕緣墊的作用認(rèn)識不(bú)清,從絕緣墊(diàn)加裝的方法(fǎ)和軸承與油管道的邊接上都不同程度地出現過問題,Z後造成絕緣墊起不到絕緣作用,進而形成軸電流。所經我們要經常檢(jiǎn)查軸承座的絕緣強度,用500V搖表測量,絕緣不得低於0.5MΩ。
6、保持軸與軸(zhóu)瓦之間潤滑絕緣介質油的純度,發現油中(zhōng)帶水必須進地過濾處理,否則油膜(mó)的絕緣強度不能滿足要求,容易被低電壓擊穿。
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