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對電動機軸電流的分析及防范

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,嚴重的甚至只能運行幾小時,給現場安全生產帶來極大的影響。同時由于軸承損壞及更換帶來的直接和間接經濟損失也不可小計。

  2 軸電壓和軸電流的產生

  軸電壓是電動機兩軸承端或電機轉軸與軸承間所產生的電壓,其產生原因一般有以下幾種:

   (1) 磁不平衡產生軸電壓

   電動機由于扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素,再加上鐵芯槽、通風孔等的存在,造成在磁路中存在不平衡的磁阻,并且在轉軸的周圍有交變磁通切割轉軸,在軸的兩端感應出軸電壓。

   (2) 逆變供電產生軸電壓

   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、轉軸之間產生電磁感應,使轉軸的電位發生變化,從而產生軸電壓。

   (3) 靜電感應產生軸電壓

   在電動機運行的現場周圍有較多的高壓設備,在強電場的作用下,在轉軸的兩端感應出軸電壓。

   (4) 外部電源的介入產生軸電壓由于運行現場接線比較繁雜,尤其大電機保

  護、測量元件接線較多,哪一根帶電線頭搭接在轉軸上,便會產生軸電壓。

   (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致軸電壓的產生。軸電壓建立起來后,一旦在轉軸及機座、殼體間形成通路,就產生軸電流。

  3 軸電流對軸承的破壞

  正常情況下,轉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,不會產生軸電流。但是當軸電壓增加到一定數值時,尤其在電動機啟動時,軸承內的潤滑油膜還未穩定形成,軸電壓將擊穿油膜而放電,構成回路,軸電流將從軸承和轉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,于是在軸承內表面上燒出小凹坑。一般由于轉軸硬度及機械強度比軸承燒熔合金的高,通常表現出來的癥狀是軸承內表面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,并且與轉軸可靠接觸,保證轉軸電位為零電位,以此消除軸電流。

   (2) 為防止磁不平衡等原因產生軸電流, 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。

   (3) 為了避免其他電動機附件導線絕緣破損造成的軸電流,往往要求檢修運行人員細致檢查并加強導線或墊片絕緣,以消除不必要的軸電流隱患。

   一般通過以上處理,大多電動機的軸電流微乎其微,已對電動機構不成實質上危害。現場實踐證明,經上述方式處理后實際使用壽命可由原幾十個小時提高到上萬小時,效果比較明顯,尤其對高壓電動機軸電流的防范效果好,對安全生產具有積極作用。

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