電機軸電流的分析

1、電機軸電流的分析電機軸電流的分析軸電流的存在對電動機軸承的使用壽命具有極人的破 壞性，根據(jù)現(xiàn)場實際運行情況，分析其產(chǎn)生的原w，采取裝設(shè)轉(zhuǎn)軸接地碳刷、 加強非軸仲端軸承座與支架的絕緣等有效措施，從而從根本上解決軸電流危害 的問題。1軸電流的危害在電動機運行過程中，如果在兩軸承端或電機轉(zhuǎn)軸與軸承間有 軸電流的存在，那么對于電機軸承的使用壽命將會大大縮短。輕微的可運行上 千小時，嚴(yán)重的甚至只能運行幾小時，給現(xiàn)場安全生產(chǎn)帶來極大的影響。同時 由于軸承損壞及更換帶來的直接和鬧接經(jīng)濟損失也不可小計。2軸電壓和軸電流的產(chǎn)生（1）磁不平衡產(chǎn)生軸電壓電動機由于扇形沖片、硅 鋼片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風(fēng)孔等

2、的存在，造成在磁路中存在不平 衡的磁阻，卯旦在轉(zhuǎn)軸的周圍有交變磁通切割轉(zhuǎn)軸，在軸的兩端感應(yīng)出軸電壓。 （2）逆變供電產(chǎn)生軸電壓電動機采用逆變供電運行時，由于電源電壓含有較高 次的諧波分量，在電壓脈沖分量的作用下，定子繞組線圈端部、接線部分、轉(zhuǎn) 軸之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使轉(zhuǎn)軸的電位發(fā)生變化，從而產(chǎn)生軸電壓。（3）靜電感 應(yīng)產(chǎn)生軸電壓在電動機運行的現(xiàn)場周圍有較多的高壓設(shè)備，在強電場的作用卜， 在轉(zhuǎn)軸的兩端感應(yīng)出軸電壓。（4）外部電源的介入產(chǎn)生軸電壓巾于運行現(xiàn)場接 線比較繁雜，尤其大電機保護、測量元件接線較多，哪一根帶電線尖搭接在轉(zhuǎn) 軸上，便會產(chǎn)生軸電壓。（5）其他原因如靜電荷的積累、測溫兀件絕緣破損等

3、 因素都有可能導(dǎo)致軸電壓的產(chǎn)生。軸電壓建立起來后，一旦在轉(zhuǎn)軸及機座、殼 體間形成通路，就產(chǎn)生軸電流。3軸電流對軸承的破壞正常情況下，轉(zhuǎn)軸與軸承間有潤滑汕膜的存在，起到絕 緣的作用。對于較低的軸電壓，這層潤滑油膜仍能保護其絕緣性能，不會產(chǎn)生 軸電流。但是當(dāng)軸電壓增加到一定數(shù)值吋，尤其在電動機啟動吋，軸承內(nèi)的潤 滑油膜還未穩(wěn)定形成，軸電壓將擊穿油膜而放電，構(gòu)成回路，軸電流將從軸承 和轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點通過，由于該金屬接觸點很小，所以這些點的電流密度大, 在瞬間產(chǎn)生高溫，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(nèi)表血上燒出小門坑。一般由于轉(zhuǎn)軸硬度及機械強度比軸承燒熔合 金的高

4、，通常表現(xiàn)出來的癥狀是軸承內(nèi)表而被壓出條狀電弧傷痕。4軸電流的防范針對軸電流形成的根本原因，一般在現(xiàn)場采用如下防范措施： （1）在軸端安裝接地碳刷，以降低軸電位，使接地碳刷可靠接地，并且與轉(zhuǎn)軸 可靠接觸，保證轉(zhuǎn)軸電位為零電位，以此消除軸電流。（2）為防止磁不y衡等 原w產(chǎn)生軸電流，往往在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣隔板，以切斷 軸電流的回路。對電動機軸電流的分析及防范通常在大型電機中特別是采用扇形沖片迭制鐵心的電機，如果磁場不對稱等 易產(chǎn)生軸電流。近年來采用變頻調(diào)速驅(qū)動裝置的電機也 出現(xiàn)不容忽視的軸電流，導(dǎo)致電機的軸承過早損壞，直接影響和降低 了電動機運行的町靠壽命，引起電機用戶和電機維

5、修廠商的關(guān)注。煉鐵廠一臺新電機為湘潭電機廠生產(chǎn)，型號為ykk450 4，額定容量為560 kw，額定電壓6kv, 額定轉(zhuǎn)速1490r/min, 額定電流66.5 a，f級絕緣，其電機軸承為滾動軸承，裝 在某爐的二次風(fēng)機上。2002年8月24曰首次投運后，安 自電機驅(qū)動端軸承溫度出現(xiàn)異常，至9只1曰，溫度達 到86 °c ,電機6個測溫點報警，同時驅(qū)動端振動增大， 用遠紅外測溫裝置測量電機本體溫度為60 °c，w產(chǎn)黃油 潤滑脂大量以液體形式流出。因特殊原因，當(dāng)時該爐不 能停運，故只能釆取緊急措施，用軸流風(fēng)機對電機通風(fēng)降溫，電機驅(qū)動端 軸承溫度有所下降。2002年9只9曰，停爐

6、后對電機進行解體 檢杳，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子驅(qū)動端nu228e、6228e2套軸承嚴(yán)重過熱、 "變黑，軸承及軸承盒內(nèi)已無潤滑油脂，軸承盒l(wèi)al套磨出 0.5 mm左右的溝梢，軸承盒外蓋止口磨掉1 mm左右，軸 承盒內(nèi)分布著大量黑色鐵末；同吋，軸承內(nèi)套軌道存在 大量麻坑，電機本體ia）外存大量溢出的貴油，非驅(qū)動 端nu228e軸承內(nèi)套軌道上磨出多道劃痕。電機軸承小蓋 及軸承盒磨損嚴(yán)重。由于電機有振動現(xiàn)象，軸承小蓋及軸 承盒磨損也非常嚴(yán)重，當(dāng)時檢修人員認(rèn)為是轉(zhuǎn)子軸承機 械配合不好。檢修屮更換了轉(zhuǎn)子驅(qū)動端nu228e、6228e2套 軸承，非驅(qū)動端nu228軸承；更換了與軸承配套的耐高 溫潤滑脂，重新

7、制作了軸承盒井加裝新內(nèi)套。檢杳電機通風(fēng)道未發(fā) 現(xiàn)問題。檢修完畢，電機通電運行30 min后，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端軸 承溫度已達86 °c,決定立即停運。解體后發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)套軌道有大量麻點， 已不能使用。從2次損壞的軸承內(nèi)套看，其軌道上都存在大 量麻點。仔細觀察，發(fā)現(xiàn)這些麻點都是由放電產(chǎn)生。引起 放電的原因是電機轉(zhuǎn)子存在較大軸電壓，在此電壓卜電 機產(chǎn)生嚴(yán)重的軸電流，電流通過轉(zhuǎn)子和軸承時發(fā)生放電 現(xiàn)象，使軸承內(nèi)套產(chǎn)生麻點。麻點乂使軸承與轉(zhuǎn)子問的 摩檫阻力加大，軸承溫度迅速上升。在電機首次投運后， 曾出現(xiàn)軸承溫度異?，F(xiàn)象，此溫度異常與軸電流引起的 麻點宥關(guān)，溫度升高造成了軸承盒與軸承外套配合出現(xiàn) 問題

8、，引起軸承與軸承外套相對運動井磨損軸承盒外蓋 和內(nèi)套；同時也使得軸承溫度繼續(xù)升高，黃油受熱熔化 溢出。由于磨損嚴(yán)重，電機驅(qū)動端軸承出現(xiàn)位移，造成轉(zhuǎn) 子驅(qū)動端與非驅(qū)動端不同心，軸承徑a受力不均，致使 軸承滾柱與內(nèi)套磨出劃痕。在第一次檢修時，由于軸承 小蓋及軸承盒磨損非常嚴(yán)重，機振動明顯，械劃傷的痕跡掩蓋了大部分放電 麻點，電機再加上軸電流在電機軸承上引起的燒損事故 較少，從而使檢修人員忽略y軸電流的存在。有吋軸電流 作用在電機軸承上引起軸承燒損的事故不會引起人們 的注意。在發(fā)生軸承燒損事故時，往往只注意從機械配 合方面考慮。更換新軸承后，因為電機的軸電流并沒有消除，乂 引起軸承燒損事故，造成不必

9、要的損失。使用滾動軸承的大、屮型電 機，一旦發(fā)生軸承損壞事故，在檢修中要特別注意檢查 軸承表面痕跡。凡是軸電流引起的燒傷，在拆出軸承檢 查時會發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)外圈跑道上有像搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流 對滾動軸承破壞的共同特征。同時其表面還伴有麻點、傷痕，有 的甚至還有裂紋出現(xiàn)。同吋，電機軸承溫度上升很快，并伴 冇潤滑油脂流出。造成搓板樣的燒痕是屮于滾柱或滾珠在軸承圈的跑道上滾動 和輾壓跑道時，在輾壓接觸地方，接觸電阻很小，并將潤滑脂 擠向兩側(cè)，當(dāng)滾動體將要離丌原位置時，產(chǎn)生小間隙， 這時會有放電現(xiàn)象產(chǎn)生，類似于電火花作用和影響，將 跑道表面燒成線條狀痕跡。線條的個數(shù)與軸電流頻率、電機轉(zhuǎn)速和軸承

10、內(nèi)狀況 有關(guān)。當(dāng)后來的滾動體繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動吋，因輾壓使燒痕壓 平、壓光，所以跑道表而會出現(xiàn)光亮。軸電流的存在對電動 機軸承的使用壽命具有極大的破壞性，根據(jù)現(xiàn)場實際運 行情況，分析其產(chǎn)生的原因，采取裝設(shè)轉(zhuǎn)軸接地碳刷、 加強非軸伸架的絕緣等有效措施，從而從根木上解決軸電流危害的 w題|1軸電流的危害在電動機運行過程中，如果在兩軸承端或電機轉(zhuǎn)軸與軸承 間宥軸電流的存在，那么對于電機軸承的使用壽命將會大大 縮短。輕微的可運行上千小時，嚴(yán)重的甚至只能運行幾 小時，給現(xiàn)場安全生產(chǎn)帶來極大的影響。同時由于軸承 損壞及更換帶來的直接和間接經(jīng)濟損失也不可小計。2軸電壓和軸電流的產(chǎn) 生軸電壓是電動機兩軸承端或電機轉(zhuǎn)

11、軸與軸承間所產(chǎn)生的電壓，其產(chǎn)生原因一 般宥以k幾種：（1）磁不平衡產(chǎn)生軸電壓電動機由于扇形沖片、硅鋼 片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風(fēng)孔等的存在，造成在磁路屮存在不y衡的 磁附，并且在轉(zhuǎn)軸的周圍有交變磁通切割轉(zhuǎn)軸，在軸的w端感應(yīng)出軸電壓。（2） 逆變供電產(chǎn)生軸電壓電動機采用逆變供電運行吋，由于 電源電壓含有較高次的諧波分量，在電壓脈沖分量的作用下， 定子繞組線圈端部、接線部分、轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使轉(zhuǎn)軸的電位發(fā)生變 化，從而產(chǎn)生軸電壓。（3）靜電感應(yīng)產(chǎn)生軸電壓在電動機運行的現(xiàn)場 周圍有較多的高壓設(shè)備，在強電場的作用下，在轉(zhuǎn)軸的w端感應(yīng)出軸電壓。（4） 外部電源的介入產(chǎn)生軸電壓由于運行現(xiàn)場接線

12、比較繁 雜，尤其大電機保護、測量元件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉(zhuǎn)軸 上，便會產(chǎn)生軸電壓。（5）其他原因如靜電荷的積累、測溫元件 絕緣破損等因素都有可能導(dǎo)致軸電壓的產(chǎn)生。軸電壓建立起來 后，一旦在轉(zhuǎn)軸及機座、殼體問形成通路，就產(chǎn)生軸電流。3軸電流對軸承的 破壞正常情況下，轉(zhuǎn)軸與軸承間有潤滑油膜的存在，起到絕緣的作用。對于較低 的軸電壓，這層潤滑油膜仍能保護其絕緣性能，不會產(chǎn) 生軸電流。但是當(dāng)軸電壓增加到一定數(shù)值時，尤其在電動機啟動時， 軸承內(nèi)的潤滑油膜還未穩(wěn)定形成，軸電壓將擊穿油膜而放電，成回路，電流 將從軸承和轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點通過，構(gòu)軸由于該金屬接觸點很小， 所以這些點的電流密度大，在瞬間

13、產(chǎn)生高溫，使軸承局于機嘲低*為電10,發(fā)以其8 ，及見原降觸量樞111修流i將6-濺度狀林以接容電740/檢電編施深 h!>硬j7«定 ai 廠軸t車 軸$賺刷i，90轉(zhuǎn)回，除購取挽 w轉(zhuǎn)碳j-3b16240消敗采外 作于f觸地轉(zhuǎn)560為/'15nu此妓須奢 的由現(xiàn).接與z流27:5端以承必承 力般表針裝且為hia動* g軸 壓一常§安并號定流驅(qū)法1p原 碾ao通g端也型額電非方討將 凹高s接yrvj044述生軸床 v的軸l)sz v產(chǎn)現(xiàn)車 承出金04:(可l0壓727324用因出用i燒合痕施馴電25隊使原機rwvbls謹(jǐn)s燒表承?接，路方 被內(nèi)軸#使電為1?

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