
轴承电腐蚀如何解决?免费试用福禄克MDA550III电机驱动分析仪

轴承电腐蚀始终是困扰电机运维工程师的难题。某家化工企业的现场使用大型变频电机,来驱动风机工作,去年更换过变频器之后发现,电机振动变大,温升明显,检修时发现轴承电腐蚀情况如下图:

轴承的内表面成瓦楞状,细看犹如“搓衣板”的齿痕一样。这样粗糙的表面导致了磨损加速,最终导致了振动与发热。这种典型的电腐蚀,实际是变频电机的“轴电压”所导致的。
为什么电机接上变频器就会有轴电压事件的产生呢?我们先来了解下,什么是轴电压。
变频器供给电机的电压不是正弦波,而是正、负脉冲波形。该电压的瞬时值为直流电平的正值、负值或0。因此三相电压不可能“平衡”,三相瞬时值之和不为0。
电机端的脉冲电压,通过电容耦合,可在转轴上产生较高的“共模电压”。

当轴电压超过轴承润滑油的绝缘能力,即高于油层的击穿电压时,产生了电火花加工电流。此时,油膜被击穿,轴承内外滚道瞬间短路。

整个过程可简化为:轴电压迅速放电,对轴承内侧“打电弧”,产生电腐蚀。
由于滚珠与滚道内表面位点接触,放电电流密度很大。瞬间的高温将灼伤轴承,因此出现了点蚀和槽沟。

对于轴电压的治理方法其实并不困难,使用碳刷接地即可,将电导入地下即可有效防止轴电压的产生。

但依然引发了后续问题:
碳刷是消耗品,如何确定碳刷有效性?
如何需要安装碳刷,数量是多少?
回到开头提到的这家化工企业,目前他们使用了4个碳刷接地来防止轴电压。对于测试手段,他们现在使用了示波表来测试,但效果不理想,无法区分轴电压事件。同时金属探头和轴高速摩擦,寿命大大较少。
本次福禄克的工程师使用了MDA-550III变频电机驱动分析仪来测试。
MDA具备了轴电压的专项功能,根据拓扑图接线,安装好探头即可开始测试。

轴电压测试现场
将测试碳刷固定在电机上并让刷头与电机转轴接触。


将现场4个碳刷,分别进行安装来进行测试
测试结果如下
无接地碳刷情况下:频繁轴电压事件,最高达到4V以上,平均每秒有7次轴电压事件


安装2个接地碳刷情况下:轴电压数量大幅下将,效果显著,平均每秒2次轴电压事件


安装4个接地碳刷情况下:没有轴电压放电事件,安全可靠

MDA应用小结
1·用户现场的4个接地碳数确实可以起到防止轴电压的事件,通过福禄克MDA的测试证实。
2·碳刷属于消耗品,长时间则可能失效,需定期测试,以保证轴电压不会再次出现。
福禄克MDA-550III拥有专项变频电机的测试功能,不仅能针对测试轴电压的发电事件,还可实现轴电压事件次数的统计,评估轴电压严重性,保障设备安全运行。
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