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电机轴电流的分析

电机轴电流的分析 易维通
2018-09-25
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导读:轴电流的存在,对于电机轴承的使用寿命将会严重影响。


发电机定子铁心组合缝、定子硅钢片接缝、定子与转子空气间隙不均匀等,会造成发电机的磁路往往不对称,发电机主轴在这种不对称的磁场中旋转,会在其两端产生交流电压叫轴电压,如果电机主轴两端轴承没有绝缘垫或绝缘不好。这个电压就会通过电机两端轴承支架形成电流回路,这个电流叫轴电流


轴电流的危害主要是将在轴颈和轴瓦之间产生小电弧侵蚀,破坏油膜,使轴承温度升高,润滑油碳化变质等;如果轴电流超过一定数值,发电机转轴轴颈的滑动表面和轴瓦就可能被损坏,轴承不能使用或寿命将会大大缩短。
为了防止轴电压、轴电流的危害,发电机的大轴上都要安装励磁碳刷,通过接地信号装置接地,如果产生轴电压、转子绝缘不好漏电等使大轴带电,碳刷会及时把电流引向大地,接地信号装置发出预告信号,提醒运行人员注意或处理。



在电动机运行过程中,如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存在,那么对于电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时,严重的甚至只能运行几小时,给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。


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。


轴电流对轴承的破坏


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。一般由于转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高,通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。   


轴电流的防范


针对轴电流形成的根本原因,一般在现场采用如下防范措施:  


  • 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,以此消除轴电流。


  • 为防止磁不平衡等原因产生轴电流, 往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板,以切断轴电流的回路。

  • 为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流,往往要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘,以消除不必要的轴电流隐患。


一般通过以上处理,大多电动机的轴电流微乎其微,已对电动机构不成实质上危害。现场实践证明,经上述方式处理后实际使用寿命可由原几十个小时提高到上万小时,效果比较明显,尤其对高压电动机轴电流的防范效果好,对安全生产具有积极作用。

— THE END —


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