一、轴电流产生的原因
轴电压是指电动机运行时,在轴的两端或转轴与轴承间所产生的电压。在正常情况下轴电压较低,转轴与轴承间的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。但如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时,就会击穿油膜放电,一旦在转轴、轴承、机座、壳体间形成通路,就会产生轴电流。
1、磁阻不平衡
交流异步电动机运行时,其转子处在正弦交变的磁场中。由于电动机定、转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,在磁路中造成磁阻的不平衡。当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时,便产生与轴相交链的交变磁通,从而产生交变电势。当电动机转动即磁极旋转,通过各磁极的磁通发生了变化,在轴的两端感应出轴电压,如果与轴两侧的轴承形成闭合回路,就产生了轴电流。一般情况下这种轴电压大约为1~2V。
2、转子偏心
转子支撑偏心也会产生脉动磁通,同样会在转轴中产生感应电压。
3、逆变供电
电动机采用变频器逆变供电运行时,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。
4、静电感应
在电动机运行现场,由于高压设备强电场的作用,在转轴的两端感应出轴电压。
5、静电荷
电动机在运行过程中,负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷,电荷逐渐积累便产生轴电压。
6、外部原因
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,带电线头搭接在转轴上,便会产生轴电压。
二、轴电流的危害
1、烧熔轴承低熔点合金
轴电流不但会破坏油膜的稳定性,使润滑油质逐渐劣化,同时由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过,金属接触点很小,电流密度很大,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或轴承内表面被压出条状电弧伤痕。
2、轴承抱死或散架
滚动体表面和轴承圈滚道表面因轴电流的烧蚀,轻者发热、温度异常,重者相互抱死或散架,触发过流保护停机甚至烧毁电机。
三、轴电流的预防
针对轴电流产生的原理,一般用如下措施来预防:
1、阻断
轴电流形成的重要条件之一就是构成回路。保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度,发现油变质必须及时更换新油,否则油膜的绝缘强度不能满足要求,容易被低电压击穿。必要时在非轴伸端的轴承座和轴承之间加装绝缘垫或采用绝缘轴承,切断轴电流的回路,要经常检查轴承的绝缘强度,用500V摇表测量,绝缘不得低于0.5MΩ。
2、导流
在轴伸端安装接地碳刷,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,随时将电机轴上的静电荷引向大地,以此消除轴电流。
3、加强绝缘防护
为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流,应定期仔细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,大多数电动机的轴电流微乎其微,已对电动机构不成实质上的危害。
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