電動機軸電流產生原因,以及預防軸承損壞的保護措施有哪些?
2020-11-23 電子發燒友電動機軸電流產生原因，以及預防軸承損壞的保護措施有哪些？
中華軸承網 發表於 2020-11-19 11:23:33
所謂的電動機軸承燒壞了，就是指發動機軸承在運行過程中產生了感應電動勢（即軸電壓），進而產生軸電流導致電腐蝕現象，對軸承造成了損壞。給大家舉例的是電動機內圈滾道出現搓板狀凹痕，具有電蝕現象（如圖1所示），並進一步分享電動機軸壓產生原因和，電動機軸電流產生原因，以及預防軸承損壞的保護措施有哪些？
1、電動機軸壓產生原因
三相交流電動機軸電壓通常是由於電機磁路不平衡產生的，主要包括以下幾種情況：
(1）在電動機生產過程中，電動機的定子鐵心磁鋼片疊裝工藝不良導致定、轉子沿鐵心圓周方向的磁阻不均勻，產生與轉軸交鏈的磁通，從而產生感應電動勢。
(2）在電動機使用過程中，由於使用環境及電動機本身製造(剛性)問題，造成電動機定、轉子空氣間隙發生變化，導致磁阻改變，產生不均勻漏磁通，與轉軸感應產生電動勢。
(3）靜電感應也會導致電動機產生軸電壓。如果電動機周圍存在大量高電壓設備，電動機轉軸可能產生感應電壓。或者在與電動機配合使用的各種信號裝置帶電情況下，如果裝置絕緣薄弱且與轉軸發生接觸，都會使電動機轉軸產生軸電壓。
2、電動機軸電流產生原因
雖然電動機軸電壓很低，只有0.5~2 V，但會在電動機轉軸、機座以及殼體之間形成電壓通路，由於電流迴路阻抗很小，因此會產生很大的軸電流P。
正常情況下，轉軸與軸承間存在潤滑油膜，可起到絕緣作用。對於較低的軸電壓，油膜能起到絕緣保護的作用，不會產生軸電流。但當軸電壓增大到一定數值，尤其是在電動機啟動時，由於軸承內的潤滑油膜還未穩定建立，軸電壓將擊穿油膜放電而形成帶電迴路。
當電動機軸承油膜擊穿時，隨著軸承溫度的升高，軸承擊穿點數量增加，軸承的等效電阻會減小，軸電流將軸承和轉軸的金屬接觸點導通，由於接觸點很小，電流密度很大，瞬間產生高溫，使軸承局部燒榕。被燒熔的軸承合金在碾壓力作用下飛佚，於是在軸承內表面產生小坑。通常由於轉軸硬度及機械強度比軸承合金高，因此表現為軸承內圈滾道出現搓板樣的凹痕。
3、處理措施
（1）加固電動機定子機殼與地基
通過對電動機解體檢查發現，由於電動機本體強度不足，定子鐵心與外殼固定牢固性差，導致電動機出現了振動及噪聲。由於電動機外殼普遍採用薄鋼板焊接，因此當電動機負載較大時會產生明顯振動。振動波使得電動機定子機殼發生顫抖，同時伴隨有較大的噪聲。為解決振動和噪聲問題，對電動機機殼進行了加固，以改變機殼的固有頻率。在加固過程中，考慮到原電動機定子鐵心和機殼的可拆卸性，將加固筋板製作成可拆卸結構，不僅有利於安裝定子鐵心，而且方便進行更換。
同時，對電動機的地基進行重新加固，強化其剛性，提高電動機運行穩定性。通過以上措施，可消除因電動機定、轉子磁路持續變化導致的磁阻不平衡而產生感應電流造成的不利影響。改造前，後電動機定子結構分別如圖2、圖3所示。
（2）電動機端蓋改造
原電動機軸承套和端蓋為一體化設計，非傳動端未設計絕緣，因此電動機在運行中若產生軸電壓，則會形成通路進而產生軸電流損傷軸承。針對該情況，對非傳動端端蓋進行了改造，將原軸承套更換為絕緣性能良好的由絕緣環氧樹脂層包裹的新軸承套。該絕緣層能夠徹底截斷軸電流迴路，消除軸電流對軸承的影響。改造前、後端蓋結構剖面如圖4、5所示。
（3）增效措施
為完全消除軸電壓，也可以在電動機軸伸端與端蓋之間安裝碳刷，通過碳刷連接端蓋與轉軸，消除軸上的感應電勢及軸承電位差"。
4、預防軸承損壞的保護措施
對現場電動機轉軸對地電壓進行測試，若出現軸電壓，則按以下方案進行處理。
(1）考慮降低軸電位。在軸端安裝接地碳刷，保障其可靠接地，並與轉軸可靠接觸，保止轉細電位為零電位，以消除軸電流。
(2）切斷軸電流迴路。在非傳動端軸承座和軸承支架處增加絕緣隔離，防止產生軸電流。
(3）檢查電動機附件導線絕緣破損程度。利用檢修機會檢查並加強導線或墊片絕緣，避免電動機附件導線絕緣破損造成軸電流的產生。
(4）經常檢查軸承座的絕緣強度。對於已採取軸承支座與軸承絕緣隔離措施的電動機來說，應定期用500 V兆歐表測量軸承座的絕緣強度，不得低於0.5 MQ。若測試數值超標，則應重新處理絕緣隔離，直至測試合格。
(5）隨時掌握軸承溫升狀況，保持潤滑油絕緣介質純度。經常檢查電動機軸承溫度及軸承潤滑油油質品質，根據負載、環境溫度等情況及時分析軸承溫升狀況，查明溫升原因並及時處理。對於軸瓦式電動機，如發現潤滑油中含水，必須進行過濾處理，否則油膜的絕緣強度將不能滿足要求，容易被低電壓擊穿。
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