摘　要：本文以安鋼二（èr）軋廠風機電機軸承發熱故（gù）障為例，簡單分析變頻驅動電機軸承（chéng）電壓的產生原（yuán）因，軸承電流的本質及其流通路徑，分析抑（yì）製軸承（chéng）電流的方法。並簡介我廠的（de）具體措施和實際效果。
　　關鍵詞：變頻器；軸承發熱；軸承電流；應對措施
　　安鋼二軋廠加熱爐鼓風機電機由變頻器驅動，運行中遇到負荷端軸（zhóu）承發熱的問題。兩台鼓風機電機在工作半年以內都出現電（diàn）機負荷端軸承嚴重發熱的現象，軸承內潤滑脂熔化，很短時間後（hòu）軸承抱死，電機堵轉跳閘，致使加熱爐停爐，給生產造成很大影響。將電機退下（xià）後檢查（chá），發現軸承盒內已無（wú）潤滑脂，軸承發熱變黑，內外套（tào）上有（yǒu）搓衣板樣的（de）條（tiáo）形燒蝕條紋。根據這些情況我們判斷軸承電流是電機負荷端（duān）軸承發熱的主要原（yuán）因。
　　1　軸承電流產生原因及危害
　　在感應電動機中，電機的軸（zhóu）承電流是始終存在的。正弦波電源驅動下，因（yīn）電機定轉子齒槽尺寸的偏差，磁性材料定向（xiàng）屬性的（de）改變，或者供電電源（yuán）三相不平衡等原（yuán）因，都（dōu）會引起電機磁通的不平衡，在轉子軸上（shàng）產生軸電壓和軸承（chéng）電流。這種軸承（chéng）電（diàn）壓幅值較小（xiǎo），危害不大。在變頻器驅動下，因產生原理的不（bú）同（tóng），電機軸承電流的危害大大增加。通用變頻器多采用PWM調製方式，逆變回（huí）路用高（gāo）頻（pín）功率元件（如IGBT等），在電機上得到近似正弦的電壓波形。三相電壓基波分量的合成矢量為零，但實際（jì）上（shàng）每一瞬間三相電壓矢量和不（bú）為零，三相電壓是不平衡的。該合成共模電壓（yā）幅值等於變（biàn）頻器直流側電壓，頻率等於逆變器開（kāi）關頻率。該（gāi）共模電壓經定轉子之間的靜電電容耦合（hé）在轉（zhuǎn）子軸（zhóu）上也（yě）產生（shēng）相同頻（pín）率的軸電壓，通常變頻器逆變（biàn）側載（zǎi）波頻率（lǜ）很高，在10kHz以上，過高（gāo）的頻率和定子、電（diàn）纜相感應（yīng），產生很高的dv/dt前後沿，加大波形畸變。由於靜電耦合，電機各（gè）部分之間有大小不等（děng）的分布電（diàn）容，構成（chéng）電機的零（líng）序回路，其中流經軸承的對地（dì）放電就形成（chéng）軸（zhóu）承電流。正常狀態下，軸承滾（gǔn）珠懸（xuán）浮在潤（rùn）滑脂形成的油膜中，潤（rùn）滑油膜起到絕緣作用，當油膜因某種原因被破（pò）壞或過高的dv/dt軸承電壓都會擊穿油膜形成放電，放電電流在（zài）軸承（chéng）內外圈和滾珠上形成燒蝕，長時間運行會發展成（chéng）延軸承內外圈一周（zhōu）的象搓衣板樣的條紋，並升高軸承溫（wēn）度，溶化潤滑脂，更加劣（liè）化軸承的運（yùn）行。
　　2　共模電流的路徑
　　由於靜（jìng）電耦合（hé），電機各部分間都有或大或小的分布電容（róng），構成電機定子上共模電（diàn）流的泄放路徑。大部分共模電流經定子—機殼（ké）—地—變頻器（qì）外殼這一（yī）路徑，一小部分經定子—轉子—轉軸—軸承—機殼—地—變頻器外殼這一路徑。當變頻器接地與電機外殼間阻抗（kàng）高於變頻器外殼與負載間（jiān）阻抗時還會產生軸延伸電流，經定子—機（jī）殼—轉軸—負荷（hé）端軸（zhóu）承（電機（jī））—聯軸器—軸承（負（fù）載）—地—變頻器外殼這（zhè）一回路泄（xiè）放，不但（dàn）危害電機負荷端（duān）軸承，還會危害負載軸承和聯軸器。後兩路共模電流流經電機軸承，造成危害並以第二（èr）種途徑危害更大。
　　3　常見的（de）軸承電流抑製措施
　　有多種方法抑製軸承電流，如在變頻器（qì）輸出側加裝正（zhèng）弦波濾波器，改善輸出（chū）電流波形；將電（diàn）機一端的軸（zhóu）承做絕緣處理，截斷流經電機轉軸和軸承的環流；在電機（jī）輸出軸上安裝接地碳刷，抑製經負（fù）荷（hé）接地的（de）軸延伸電流等等。這多種方式能抑（yì）製相應（yīng）的（de）。
　　4　我（wǒ）廠風機負荷（hé）端軸承損壞過程分析
　　基於以上（shàng）的軸承電流形成原理，並結合電機的（de）運行情況，我們（men）分析負荷端（duān）軸承的損壞失效是一個（gè）過程，軸承電流是（shì）主要原因，同時機械震動、潤滑脂消耗等是次要原因，促成軸承電流的形成，並一定程度上加重了危害（hài）。風機電機投用後，由於軸承間隙均勻，潤滑充分，潤滑油膜均勻，軸承（chéng）電流還不構成很大威（wēi）脅，隨著潤滑脂的消耗，負荷端的（de）震動加大首（shǒu）先導致負荷端軸承間隙加大，軸承電壓擊穿放電嚴重，軸承電流增大，使（shǐ）得負荷端（duān）軸承內道出現電（diàn）燒蝕，溫（wēn）度升高，潤滑（huá）脂液（yè）化，直到軸承磨損嚴重，發熱燒損。所（suǒ）以，我們認為應采用綜合治理，以多種方（fāng）法減少和抑製軸承（chéng）電流。而絕緣軸承等方法由（yóu）於實施難度較大暫不考慮。
　　5　應對措（cuò）施及實際（jì）效果
　　我們采取了以下措施，減少軸承發熱燒損電機的現象。
　　（1）對（duì）電機和負荷重新找正，澆注電機安裝平台基礎，加大地腳板厚度，提高電機地腳的剛（gāng）度，減少運行時的震（zhèn）動；
　　（2）在（zài）電（diàn）機負荷端軸承上（shàng）使用在線注脂設備（易力潤Easylube），該設備可用螺絲（sī）固（gù）定在（zài）負荷（hé）端軸承的注脂孔上（shàng）。它采（cǎi）用鋰電池供電，用微電腦芯片和專用檢測設備控製內部的馬達，經齒輪組驅動螺（luó）杆及（jí）壓板，推擠活塞，按設定的周期，將油杯內（nèi）潤（rùn）滑脂分配到每天，定時定量的注入軸（zhóu）承內，很好的（de）改善潤滑。據（jù）實測，同樣條件（jiàn）下，使用在（zài）線（xiàn）注脂後，負荷端（duān）軸承溫度下降了7℃。我們還根據電機軸（zhóu）承潤滑脂的（de）消耗情況，設定（dìng）不（bú）同的周期：新電機（jī），新軸承，環境溫度不高就設定周期長些；電（diàn）機已長（zhǎng）期運（yùn）行，軸承磨損或環境溫度（dù）較高的設定周期短些。這樣靈活使用，可有效的保證軸承有充足的（de）潤滑，避免潤滑脂消耗後形成惡性循環；
　　（3）將（jiāng）電機外殼和（hé）負荷機械（xiè）設備用10mm²以上銅（tóng）電（diàn）纜相連後接地，使之與變頻器外殼和（hé）經接地線相接，三者在相等的電位上。這樣，可有（yǒu）效減少流（liú）經（jīng）電機定子－機殼－電機（jī）負荷端軸承－轉軸－負載側軸承－地（dì）這一回路的軸延伸電流，減少負荷端軸承發熱；
　　（4）在變頻器（qì）輸出側加裝dv/dt濾波器，減少變（biàn）頻器輸出（chū）電流中的波（bō）形畸變，提高電機和電纜的（de）壽命，降低（dī）dv/dt尖峰電壓，減少軸承的dv/dt尖（jiān）峰電壓擊穿，從而抑製軸承電流的產生；
　　（5）縮短（duǎn）電機軸承維護周期（qī），每運行滿4000小時（約6個月），退（tuì）下電機，解體後檢查軸承磨損（sǔn）情況（kuàng），能使用的經徹底清（qīng）洗注脂後使用，磨損嚴（yán）重的及時更換。
　　6　結語
　　經綜（zōng）合施行以上措（cuò）施，電機運行平穩、潤滑充（chōng）分，電機軸承溫升控製（zhì）在可接受的範圍，軸承發熱導致電機跳（tiào）閘的設備故（gù）障不（bú）再出現，給加熱爐的生產創造良好條件。