电机轴电流的解决方案..

20
电机两侧安装绝缘轴承、传动侧安装接地碳刷。
21
电机传动侧安装接地碳刷、两侧安装绝缘轴承、以 及马达与负载外壳相接且共同接地。
22
(绝缘轴承。)
23
Shaft grounding brush (接地碳刷)。 大型交流电机，通常接地碳刷安装在传动侧 (Drive end)。
24
结 论
为使我司电机达到最长使用寿命，研讨发现因变频器 利用功率半导器(如IGBT)利用PWM方式形成正弦波，且含 有高频载波，会使得电机的耦合电容阻抗变小，而有轴电压 的产生。若轴电压形成一回路时，则产生轴电流。 轴电流将使得电机及负载轴承熔烧，导致轴承使用寿命 大为缩减。
5
三、轴电压和轴电流的产生
2.2. 变频器供电产生轴电压：
电动机采用变频器供电时，由于电源电 压含有高次的谐波分量，在电压脉波分量 的作用下，定子绕组线圈端部、接线部份、 转轴之间产生电磁感应，使得转轴的电位 发生变化，从而产生轴电压。 2.3. 静电感应产生轴电压：
在电动机放置位置处若周遭有较多的高压设 备，在强电场的作用下，在转轴的两端感 应出轴电压。
10
(因轴电流造成的条状电弧伤痕。)
(因轴电流烧毁的电机。）
(因轴电流造成轴承座烧熔。)
11
五、轴电流的防范
4.1. 轴端安装接地碳刷：
目的在降低轴电位。需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，以消除轴电流。
4.2. 安装绝缘轴承：
目的在阻隔轴电流，避免轴电流直接流过轴 承，而造成电弧烧伤。

目前可以利用“接地碳刷”及“绝缘轴承”来阻隔轴电 流，并且电机、变频器、机械负载需有良好的接地，可将轴 电流导引至地网，从而消除轴电流对电机的危害。
25
谢谢！
26
广西金桂浆纸业有限公司
电机轴电流的解决方案
纸公务部电气处
祖国强
2011.11
1
大
二、轴电流的危害。
纲
一、纸机电机简单概括。
三、轴电压和轴电流的产生。
四、轴电流对轴承的破坏。
五、轴电流的防范。
2
一、纸机车间电机简要概括
纸机车间电机1009台、 传动电机241台，共1250 台。纸机开车后，这么多 的马达在同时运行，我们 要延长马达的使用寿命， 就要必须提前做好马达的 使用方案，其中在使用过 程中，电机轴电流的危害 是一个非常大的因素。
12
五、轴电流的防范
4.3. 隔绝因磁路不平衡原因产生的轴电流：
在轴承座和轴承支架处加装绝缘隔板，以切 断轴电流回路。 4.4. 避免电动机其它附件导线绝缘破损造成的 轴电流：
需检查并加强导线或垫片绝缘，以消除不必 要的轴电流隐患。 4.5. 降低变频器载波频率。
13
五、轴电流的防范
5.1. 变频器输出端串联滤波器：
7
a. b. c.
(轴电流之路径) 红色路径：流经电机轴承。 ※ 因变频器切换频率过高， 绿色路径：流经负载轴承。 而造成的电流。(频率高使得 耦合电容之容抗变低) 金色路径：流经电机及负载轴承。
8
d. 蓝色路径：电流导入地网中。
9
四、轴电流对轴承的破坏
3.1.正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜的存在，此 油膜有绝缘的作用。对于较低的轴电压，润滑油膜 仍有其保护其绝缘性能。 3.2.轴电压增加到一定数值(尤其在电动机启动时，当轴 承内的润滑油膜尚未稳定形成)，轴电压将击穿油 膜而放电。 3.3.轴电流由转轴经轴承放电，因接触面积小，在瞬间 产生高温，使轴承局部烧熔。
使PWM电压转换成正弦波电压供电给电机， 但会使系统响应时间变慢。
14
a. 良好的接地系统，可降低轴电流。 b. 变频器 – 电机之间的动力线建议采用隔离电缆，因隔离 层接地可为共模电流提供一个路径导入地网中。
15
电机 - 负载之间采用绝缘连轴器，消除Shaft current。 可保护负载轴承，但因所有的轴电流流经同一路径，可能会造 成电机轴承之轴电流过大。
16
电机采用接地碳刷，而不用绝缘轴承。
建议：电机框号大于400以上，使用接地碳刷需搭配绝缘轴承 使用。
17
电机非传动侧采用绝缘轴承，用以消除高频感应电流。
18
电机传动侧安装接地碳刷、非传动侧安装绝缘轴承。
19
电机传动侧安装接地碳刷、非传动侧安 装绝缘轴承、以及马达与负载外壳相接 且共同接地。
二、轴电流的危害
在电机的运转过程中，如果两轴承端或电机 转轴与轴承间有轴电流的存在，对于电机轴承 的使用寿命将大大缩短。将给现场安全生产带 来极大的影响，同时由于轴承损坏及更换带来 的直接损失也不可小计。
4
三、轴电压和轴电流的产生
2.1. 磁路不平衡产生轴电压：
电动机因扇形冲片、硅钢片叠装及铁芯槽、 通风孔等存在造成磁路中存在不平衡磁阻， 且在转轴周遭有交变磁通切割转轴，因此 在轴两端感应出轴电压。
6
三、轴电压和轴电流的产生
2.4. 外部电源的介入产生轴电压： 大型电机由于保护、测量元件接线较多，误 将带电的电线接在转轴上，便产生轴电压。 2.5. 其它原因：
如静电荷的累积、感测元件绝缘破损等因素， 都可能导致轴电压的产生。 轴电压建立后，一旦在转轴及机座、外壳间 形成回路后，就产生轴电流。