变频调速电机轴承绝缘结构研究

变频调速电机轴承绝缘结构研究
张可程;杨枢林
【摘要】通过对变频电机防止轴承电流的常用技术方案进行成本及技术分析,并根据存在问题,找出应对方案,设计出一种既安全可靠,又操作方便,成本低的新型夹层绝缘轴承室,并应用于实践.
【期刊名称】《煤》
【年(卷),期】2009(018)009
【总页数】2页(P23,48)
【关键词】变频电机;轴承;夹层绝缘轴承室
【作者】张可程;杨枢林
【作者单位】山西防爆电机集团有限公司,山西,长治,046011;山西防爆电机集团有
限公司,山西,长治,046011
【正文语种】中文
【中图分类】TM303.4
随着电力电子技术的发展，变频调速系统的应用越来越广泛。

特别是近年来，随着煤矿现代化升级改造，煤矿井下使用变频调速系统日趋增多。

功率也在往大的方向发展。

与变频器配套之变频电机，如不对轴承采取相应措施，轴承可能发生电腐蚀，造成轴承过早损坏。

变频电机产生电腐蚀的机理：理论研究与实践证明是电容性电腐蚀，即高频电流造成的飞弧现象，这种现象是由电机控制过程中经常使用的变频器造成的，滚动体与
滚道表面呈现暗淡色，通常只能通过显微镜观察到其微观结构，见图1。

一般应对轴承电腐蚀的措施是对轴承进行绝缘隔离，切断电流的通道。

主要方法有两种：一是选用绝缘轴承；二是选用绝缘轴承室。

绝缘轴承：绝缘轴承分别为外圈涂层、内圈涂层和使用陶瓷材料滚动体。

前两种涂层是以等离子喷涂方式将陶瓷材料涂覆在轴承表面，这种涂层在潮湿的环境中仍旧保持其绝缘性能；陶瓷材料滚动体绝缘轴承，就是滚动体采用陶瓷材料，具有优异的电流阻抗能力。

绝缘轴承室：见图2，在端盖轴承室内孔采用聚四氟乙烯薄膜粘贴在轴承室内孔上，使轴承与端盖之间绝缘，切断轴承电流通道。

上述两种方案都存在一定问题，需直接采购绝缘轴承，而这种轴承国内还没有，全靠进口。

其弊端：一是价格昂贵，是国产一般轴承价格的20倍左右；二是市场资源少，供货周期长，遇紧急情况更换较困难；三是在装配与拆卸过程中容易将涂层拉坏，不利于轴承维护保养。

绝缘轴承室价格便宜，但也存在绝缘容易损坏问题，用户在使用过程或维护保养过程中，一旦绝缘损坏，恢复较麻烦，需要特殊工艺，尤其是在煤矿井下，麻烦会更多。

为了改进绝缘轴承结构，使其既使用方便、性能可靠，又价格低廉。

经过多次实践探索，设计出一种新的绝缘轴承结构——夹层绝缘轴承室，见图3。

它是在端盖内孔与轴承套之间夹一层绝缘，轴承套与绝缘层首先采用特殊工艺固化在一起，然后与端盖内孔套起来，并在端面用螺栓紧固。

其优点是价
格不高，绝缘层被加在端盖与轴承套中间，与轴承不接触，不容易损坏绝缘层，轴承室内孔尺寸精度也容易保证，用户在使用过程中不用担心损坏绝缘。

这种结构一投入使用，就受到用户好评。

变频电机在设计中，为了防止轴电流，使轴承绝缘是必要的，但要尽量减小成本，
提高其可靠性，方便用户使用。

夹层绝缘轴承室具有这些优点，经过近几年的使用，用户反映良好，今后的工作是将其系列化、规范化，满足不同规格的变频电机使用。