劉昶
(寬厚板廠)
摘(zhāi) 要:本文分析了同步電(diàn)機軸(zhóu)電流產生的原因及其危害性,介紹了防止電機(jī)軸電流產生的方(fāng)法與(yǔ)措施。
關鍵詞:同步電機;軸電壓;軸電流
1 前言
鄂鋼寬厚板(bǎn)廠精軋機2台主傳動同步電機功率均為9000kW。在電機運行過程中,如(rú)果在兩軸端或電機轉軸與軸承(chéng)間有軸電流存在,那麽將大大縮短電機軸承的使用壽命。為了保證精軋機2台主傳動同步電機的正常運行,有必要防範其軸電流的產生。下麵針對大型同步電機軸電流產生的原因及防範措施作簡要(yào)分析與介紹。
2 軸電流的產生
隻要(yào)電機在運行,轉(zhuǎn)子軸兩端之間或軸與軸承之間就會產生電位差,這個電位差叫軸電壓。一(yī)般工頻電機的軸電壓主要(yào)是由於磁不平衡、逆變供電、靜電(diàn)感應、外部電源介入等原因造成。由於鄂鋼寬厚板廠2台主(zhǔ)傳(chuán)動同(tóng)步電機通過PWM變頻電(diàn)源供電,變(biàn)頻器(qì)的(de)PWM脈寬調製(zhì)會(huì)導(dǎo)致調速驅動係統中高頻諧波成份增多,這些諧波分(fèn)量會在轉軸部分產生電磁感應電壓,這種高頻振蕩(dàng)的電磁(cí)感應(yīng)電壓與轉子的容性耦合,就會產生轉軸對地的脈衝軸電壓。若軸電壓(yā)通過電(diàn)機轉軸、兩端軸承、電機底座或編碼器(qì)形成閉(bì)合回路,則產生軸電流。正常情況(kuàng)下,軸電壓較低,軸承內部的(de)潤滑油膜起絕緣隔離作用,不會(huì)產生軸電流;但是當軸電壓較(jiào)高時,就會(huì)放電擊穿潤滑油膜形成回路產生軸(zhóu)電流。在(zài)交流變頻調(diào)速係統中,這種高頻軸電流對軸(zhóu)承的電蝕破壞Z大。
電機運行過程中,轉軸與潤滑流體摩擦,會在轉軸上產生靜電荷,靜電(diàn)荷逐(zhú)漸積累就產(chǎn)生軸電壓。當旋轉的轉軸接觸到軸體以外部件時,就會通過該部件放電,否則繼(jì)續(xù)積累靜電荷,導致軸電壓過高,Z終擊穿(chuān)軸承潤滑油膜放電。這種現象重複發(fā)生就會對軸承造成傷害。
如(rú)前(qián)所述,軸(zhóu)電流的產生都是源於軸電壓(yā)。根據西門子公司(sī)提(tí)供的(de)同步電機說(shuō)明,軸端對地電位50V就會對軸承造成嚴重傷害。
3 防(fáng)範措施
幾乎所有電機在運(yùn)行過(guò)程中或多或少都(dōu)會產生軸電壓,無法避免。當(dāng)軸(zhóu)電壓(yā)擊穿軸承(chéng)的潤(rùn)滑油膜,給軸電流形成通路時,就形成對軸承的傷害(hài)。既(jì)然無(wú)法避免軸(zhóu)電壓的產生,那就要采取措施減(jiǎn)小軸電壓並(bìng)阻止軸電流的產生。
針對(duì)電磁感應產生軸電壓,在電機安裝過程中(zhōng),首先保證了(le)安裝質量,即保證(zhèng)定子、轉子間(jiān)氣隙對稱,轉子旋轉時軸向和徑向串動嚴格控製在標準範(fàn)圍內,這樣可避免磁通不對稱而產生軸電壓。
電機(jī)轉軸、軸承、電機底(dǐ)座或編碼器可以(yǐ)形成軸電流閉合回路,如圖1所示。從圖1中可以看出,有4個(gè)可能的接地點,分(fèn)別是:a聯軸器聯(lián)結的軋機設備、b電機傳動側軸承、c電機非傳動側軸承和d電機非傳動側安裝的編碼器。當電機運轉起來形成軸電壓後,一旦軸(zhóu)承(chéng)的潤滑油膜擊(jī)穿,a-c、b-c、b-d與電機底座之(zhī)間都(dōu)可以形(xíng)成軸電流回路。所以在安(ān)裝過程中,在電機(jī)兩端的軸承與電機底座之間加絕緣墊(>1MΩ),並使編碼器與電機(jī)本體絕緣。這樣就消除(chú)了形成軸電流回路的可能性。

圖1 軸電流回(huí)路
對於磨擦靜電產生軸電壓,在電機轉軸的傳動端安裝接地碳刷,與轉軸可靠接觸,保證轉軸為(wéi)零電位,隨時將軸上靜電荷引(yǐn)向大地,這樣就消除了由於摩擦靜電產(chǎn)生軸電流的可能性。
4 結語
隨著大型交流(liú)變頻電機的廣泛應用,電機軸(zhóu)電流已經成為不可(kě)忽視的問題。實踐表明,在根本無(wú)法杜絕軸電壓的情況下,采取上敘措施可以有(yǒu)效(xiào)地延長電機(jī)軸承的使用壽命,提高軋機主傳動電機的運行可靠性,為鄂鋼寬厚板廠(chǎng)的順利調試(shì)和生產打下堅實基礎。
來源:《鄂鋼科技》2009年02期