电机轴电流的解决方案.. 共27页
轴电流的产生及处理
轴电流的产生及处理轴电压一般指三相异步交流电动机功率比较大的，对于小功率的电机可以忽略不计。
电动机或发电机运行时都会产生轴电压、轴电流。
这里说一说电机产生轴电压的原因。
→电机在运行过程中，如果在电机两轴承端或转轴与轴承间存在轴电流时，将会大大缩短电机轴承的使用寿命，严重时只能运行几小时。
由于电动机定子磁场不平衡，使得沿定子铁芯一周的磁场不能完全抵消，因此在铁芯与转子的垂直⊥的面内就会产生一个环路磁场，此时这个磁场与电源的50Hz频率完全一样，于是就会在电动机的转子轴上产生感应电动势，也就是轴电压。
简单地说，→磁场不平衡的原因；交流在正弦交变的电压下运行时，其转子处在正弦交变的磁场中。
由于电动机定转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，铁芯的锈蚀，叠装不均匀等，导致在磁路中造成不平衡的磁阻。
当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与轴相交链的交变磁通，从而产生交变电势。
当电动机转动即磁极旋转，通过各磁极的磁通发生了变化，在轴的两端感应岀轴电压，产生了与轴相交链的磁通。
随着磁极的旋转，与轴相交链的磁通交替变化，这种电压是延轴向而产生的，如果与轴两侧的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。
一般情况下这种轴电压大约为 1~2V。
电动机的轴承油封密封不好，使得沿轴向有高速气体影响转轴。
另外采用逆变供电产生轴电压；因为→电动机采用逆变供电运行时,供电电压含有高次谐波分部、接线部分、转轴之间产生电磁感应从而产生轴电压。
静电感应和共模电压又是产生轴电压的罪魁祸首。
静电感应产生轴电压→电动机运行现场，由于高压设备强电场的作用，在转轴的两端感应出轴电压。
静电荷造成→电动机在运行过程中，负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷，电荷逐漸积累便产生轴电压。
由这种情况产生的轴电压和由磁交变所产生的轴电压在原理上是不同的。
静电荷产生的轴电压是间歇的，并且是非周期性的，其大小与运转状态、流体的状态等因素关系很大。
消除电机轴电流的几种方法
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ
Ｚ Ｈ Ｏ Ｕ Ｇｕ ｏ ｙｕ Ｚ ＨＯ Ｕ Ｐｅ ｉ ｒ ｏ ｎ ｇ
Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｑｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ．
摘 要 ： 介 绍轴 电流形 成 的条 件 、 原 因及 防止 的 方
电磁感应与电机 内部的电容 电压耦合， 产生转轴
对地 脉冲电压。 该脉冲电压在调速 系统中产生零 序电流 ， 沿着机座 、 端盖 、 轴承、 转 轴形成闭合 回
路， 即轴 电流 。
２ 防止方法
只要不产生 闭合 回路 ， 就不会产生轴 电流。 防止
《 电机 技 术》２ ０ １ ３年第 ５ 期 ・ ４ ５ ・
公司还 规定如果超过限值 ， 轴承必须绝缘。
法， 防止 电机 在使 用 过 程 中产 生轴 电流 ， 延 长 轴承 的使 用寿 命， 提 高电机产 品的质量 。 关 键词 ： 感应 电势
缘
轴 电压 电位 差
轴 电流
绝
１ 形成和原 因
１ ． １ 形 成
中图分类号 ： ＴＭ３ ０ ７ 文献标识码 ： Ａ
变频 电机 除具有一般 电机 所产生 的感 应 电 随着 高压 电机 和变频 电机在 各行业 中的应 用， 轴承常常 提前失效 ， 纠其原因有两 种 ： 一 是 与轴承 的材料缺 陷、 轴承加工精度、 轴承装 配 、 轴承润滑条件 、 轴承使用环境和轴承 配合尺寸等 方面有关 ； 二是与轴 电压有关 。 几乎所有 的电机 运转时都会产生轴电压 ， 电动机 所容许的轴电压 或轴 电流的大小 与轴承状况 、 油膜厚度 、 电机运 行状 态 、 安装质量 、 现场运行 环境和轴电流流经 路线的阻抗等许 多因素有关 。 迄今， 国内或 国际 Ｉ Ｅ Ｃ 还没有对轴电压或轴 电流限值的明确规定 ， 只有个 别厂家或研 究机 构对 轴 电压等提 出一些 建议规定 。 如西门子公司规定电机 出厂空载 轴电 压限制在０ ． ３ ５ Ｖ以下； 而台湾东元 电机有 限公司 则要求轴对轴电压 为０ ． ４ Ｖ ， 轴对地为 ｌ ０ Ｖ 。 上述
电机轴电流的解决方案
03
风险。
02
电机轴电流的检测方法
电机电流检测
总结词
电机电流检测是通过测量电机的输入或输出电流来间接检测轴电流的方法。
详细描述
电机电流检测是一种常用的检测轴电流的方法，通过测量电机的输入或输出电流 ，可以间接地了解电机内部的电流分布情况，从而判断是否存在轴电流。这种方 法操作简单，成本较低，但精度相对较低，容易受到其他因素的干扰。
案例三：某地铁系统电机轴电流问题的解决
总结词
通过升级电机和变频器的技术规格，以及加强维护和保养，有效解决电机轴电流问题。
详细描述
该地铁系统的电机在运行过程中出现了轴电流问题，导致轴承过早损坏。为了解决这个 问题，技术人员对电机的技术规格进行了升级，选择了更高品质的轴承和变频器，并加 强了电机的维护和保养。升级和维护后，电机的轴电流问题得到了有效解决，地铁系统
通过改进电机设计，降低电机轴电流的产生，例如优化转子结构 、改进轴承配置等。
选择合适的材料
选用具有较低磁导率的材料，以减少电机轴电流的感应强度。
增加绝缘层
在电机轴上增加绝缘层，以隔离轴电流的产生。
维护与检查
定期检查轴承
确保轴承处于良好的工作状态，及时更换磨损或损坏的轴承。
保持电机清洁
定期清理电机内部的灰尘和杂物，以减少轴电流产生的可能性。
04
案例分析
案例一：某工厂电机轴电流问题的解决
总结词
通过优化电机和驱动系统的设计和配置，成功解决电机轴电流问题。
详细描述
该工厂电机在运行过程中出现了轴电流问题，导致轴承过早损坏。通过分析，发现电机和驱动系统的 配置不合理，产生了轴电流。为了解决这个问题，技术人员对电机和驱动系统进行了优化设计，调整 了相关参数，并增加了接地措施，最终成功消除了轴电流，延长了轴承的使用寿命。
变频电机轴电流分析策
变频电机轴电流分析及对策变频电机轴电流分析及对策随着交流调速技术发展日新月异，交流变频电机的应用越来越广泛。
但与此同时变频电机轴电流导致轴承异常损坏的问题也日益突现。
宝钢分公司在实际生产过程中也发生了大量变频电机轴承异常损坏的问题。
这些情况的发生，直接导致设备故障，造成巨大损失。
1 变频电机轴电流产生原因及危害电动机运行时，转轴两端之间或轴与轴承之间产生的电位差叫做轴电压，若轴两端通过电机机座等构成回路，则轴电压形成了轴电流。
轴电压是伴随着旋转电机的产生就存在的。
一般工频电机轴电压产生的原因主要是磁路不平衡、单极效应、静电感应、电容电流等原因造成，但这些原因归根到底还是磁通脉动造成的。
且在正弦波(工频)供电的情况下，如果设计和运行条件正常的电机，转轴两端电位差很小，其危害尚不严重。
目前，广泛应用的变频电机大都采用PwM变频电源供电，这时电机的轴电压主要是由于电源三相输出电压的矢量和不为零的零序分量产生。
变频器PwM脉宽调制导致调速驱动系统中高频谐波成份增多，这些谐波分量在转轴、定子绕组和电缆等部分产生电磁感应，电机内分布电容的电压祸合作用构成系统共模回路，这种共模电压以高频振荡并与转子容性藕合，产生转轴对地的脉冲电压，该电压将在系统中产生零序电流，电机轴承则是这零序回路的一部分。
轴电流是轴电压通过电机轴、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路产生的。
在正常情况下，电动机的轴电压较低，轴承内的润滑汕膜能起到绝缘作用，不会产生轴电流。
但当轴电压较高，或电机起动瞬间油膜未稳定形成时，轴电压将使润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流。
轴电流局部放电能量释放产生的高温，可以融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域，并形成凹槽，从而产生噪声、振动，若不能及时发现处理将导致轴承失效，对生产带来极大影响。
变频调速系统中高频轴电流对轴承的电蚀最显著的特征是在电机轴承内外圈、滚珠上产生“搓衣板”式密密的凹槽条纹。
2 变频电机轴电压的限值如前所述，几乎所有的电机运转时或多或少都会产生轴电压，电动机所容许的轴电压或轴电流的大小与轴承状况、油膜厚度、电机运行状态、安装质量、现场运行环境和轴电流流经路径的阻抗等许多因素有关。
防止电动机轴电流产生的措施
防止电动机轴电流产生的措施
1．在轴端安装接地碳刷，使接地碳刷牢靠接地，并且与转轴牢靠接触，保证转轴电位为零电位，随时将电机轴上的静电荷引向大地，以此消退轴电流。
2.为防止磁不平衡等缘由产生轴电流，在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，切断轴电流的回路。
3．要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘。
4．在机座中除一个轴承座外，其余轴承座及包括全部装在其上的仪表外壳等金属部件都对地绝缘，不绝缘的轴承应装接地电刷以防静电充电。
5.对于由轴交链交变磁通所产生的轴电压，可在电动机一侧的轴承座下加绝缘垫以割断轴与轴瓦之间形成的回路，使轴电流无法产生。
但在实际工作中对绝缘垫的作用熟悉不清，从绝缘垫加装的方法和轴承座与油管道的连接上都不同程度地消失过问题，最终造成绝缘垫起不到绝缘作用，进而形成轴电流。
所以我们要常常检查轴承座的绝缘强度，用500V摇表测量，绝缘不得低于0.5MSZo
6.保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度，发觉油中带水必需进行过滤处理，否则油膜的绝缘强度不能满意要求，简单被低电压击穿。
一般通过以上处理，电动机的轴电流微乎其微，对电动机构不成实质危害。
现场实践证明，经上述方式处理后实际使用寿命可由原几十个小时提高到上万小时，效果比较明显，尤其对高压电动机轴电流的
防范效果好。
变频调速电机轴电压和轴电流问题及解决措施
变频调速电机轴电压和轴电流问题及解决措施2017年12月目录1变频调速电机轴电压和轴电流问题的种类和形成原因 (1)2低压大功率变频调速电机轴电压和轴电流问题的重要性 (2)3低压大功率变频调速电机轴电压和轴电流问题的难点 (3)4.一般变频调速电机轴电压和轴电流问题的解决方案 (4)5.低压大功率变频调速电机轴电压和轴电流问题的解决方案初探 (5)4变频调速电机轴电压和轴承电流试验测试 (11)1变频调速电机轴电压和轴电流问题的种类和形成原因电机运行时，轴承两端之间产生的电位差称之为“轴电压”，该电压加在由电机转轴、轴承、端盖、机座构成的回路中，从而引起了轴承电流（该电流也可能通过联轴器传递至传动机械，见图1）。
轴承电流一般存在3种不同的形式：环路电流、 dV／dt电流和EDM(electrical discharge machining)电流。
这3种不同的形式可以单独出现，也可以同时出现。
图1➢环路电流：正弦波驱动的电机系统中电机的结构上的不对称、气隙不均匀等）。
不对称的磁路会在磁轭产生环形交流磁通（环状磁通），从而产生交流感应电压。
当感应电压破坏轴承润滑剂的绝缘能力时，就会有电流流过此回路。
流经途径为导电的电机轴、机壳、轴承沟道、滚动体等。
图2为环路电流可能流经的各部分零部件所组成的通路。
图2➢dV／dt电流：PWM逆变器中，由于电路、元器件、连接和回路阻抗的不平衡，电源电压将不可避免的产生零点漂移，从而产生高频的共模电压。
由于寄生电容Cwr的存在，在电机轴上会形成轴电压Vshaft。
由于电机端输入的是PWM脉冲电压，这些脉冲序列电压耦合到电机轴上会得到交变轴电压，经过轴承电容流到大地，从而产生形成dV／dt轴承电流。
dV／dt电流一般只有0.1～0.15A，主要为高频分量，对轴承影响很小，主要是持续不断地腐蚀着轴承上的润滑剂，最后造成电介质击穿。
➢EDM电流：第3种形式的轴承电流是由内外圈的间隙（包括油膜）电容放电引起的轴承电流，又叫EDM电流。
电机轴电流的解决方案课件
数据分析
对采集的数据进行统计 分析，识别异常数据。
故障诊断
根据异常数据和电机运 行状态，判断是否存在
轴电流问题。
解决方案
根据诊断结果，制定相 应的解决方案，如调整 电机参数、更换轴承等
。
电机轴电流的诊断工具与技术
01
02
03
04
示波器
用于测量电机的输入电流、电 压等参数，观察波形和幅值变
化。
振动分析仪
04
案例分析与实践
案例一：某电机厂电机轴电流问题的解决
总结词
技术升级与改造
详细描述
该电机厂针对电机轴电流问题，进行了技术升级和改造，采用了新型的绝缘材料和结构设计，提高了电机的绝缘 性能，从而有效地减小了轴电流的产生。
案例二：某大型企业电机轴电流问题的解决
总结词
定期维护与检查
详细描述
该企业通过制定严格的定期维护和检查制度，及时发现并处理电机轴电流问题。他们定期监测电机的 运行状态，检查电机的轴承和绝缘状况，确保电机正常运行，防止轴电流的产生。
电机轴电流的解决方案课件
目录
• 电机轴电流问题概述 • 电机轴电流的检测与诊断 • 电机轴电流的解决方案 • 案例分析与实践 • 总结与展望
01
电机轴电流问题概述
电机轴电流问题的定义与特性
定义
电机轴电流是指在电机运行过程 中，由于磁场和电流的作用，在 电机轴上产生的电流。
特性
电机轴电流具有隐蔽性、潜在性 和复杂性等特点，不易被发现和 诊断，但可能会对电机和相关设 备造成严重危害。
在电机的输入端增加绝缘隔离开关，将电机的电源与电机轴隔离，从而避免轴 电流的产生。
运行维护措施
定期检查电机运行状态
变频电机轴电流产生的原理分析及应对措施
变频电机轴电流产生的原理分析及应对措施概述在变频电机应用过程中，轴电流问题经常会受到重视。
因为轴电流大大影响电机运行稳定性和寿命，通过分析轴电流的产生原理，我们可以采取一些有效的应对措施，提高电机的使用效果和寿命。
本文将对变频电机轴电流产生的原理进行分析，并提出相应的解决方案。
变频电机轴电流产生原理声磁耦合原理在变频电机开关管的控制下，电机的电源电压不断变换，产生频繁的电磁波动。
这种电磁波动可以锁定电机铁芯磁路的频率，从而产生定子和转子之间的声磁耦合作用。
这种声磁耦合效应可以产生轴电流。
物理机制当电机旋转时，定子和转子之间会产生磁场差异。
当电机被反向运行时，传递磁场的磁通量会转移。
这种磁通量变化会在转动轴上产生感应电流，进而导致轴电流。
因此，当电机发生反转现象时，会产生轴电流。
频率问题电机轴电流的产生主要取决于电机的运行频率。
当电机运行频率低于10Hz时，一般不会产生轴电流。
而当运行频率达到10Hz以上时，轴电流的产生率逐渐增加。
当运行频率达到50Hz甚至更高时，轴电流的产生率会非常高。
变频电机轴电流应对措施为了解决变频电机的轴电流问题，我们可以采取以下措施。
实施反电动势降噪措施在电机运行的过程中，特别是当电机运行频率过高时，电机会产生反电动势，这种反电动势也会沿轴线产生电压，引发轴电流。
因此，我们可以针对电机产生的反电动势进行降噪措施，如在电路中加装反电动势滤波器、加装对称容量、限流电容等措施，有效减少轴电流的产生率。
加装零序电流保护当电机运行频率达到一定程度时，轴电流的产生率明显增加。
在这种情况下，加装零序电流保护装置可以有效降低轴电流的产生率，从而减少电机的损坏风险。
同时，这种零序电流保护装置还可以有效检测其它故障，如短路、接地等问题。
采用卟啉弱磁环电机的铁芯一般是由硅钢片构成，硅钢片中还会含有铝、钚、卟啉等元素，其中，卟啉是一种磁性很弱的元素。
我们可以通过在变频电机的铁芯中加入一定比例的卟啉物质，来有效降低电机磁强度，从而减少轴电流的产生。
电机的轴电流的解决方法
电机的轴电流的解决方法介绍电机的轴电流是指电机在运行过程中，电流通过电机的轴向流过的现象。
轴电流的存在可能会导致电机温升加剧、轴承磨损加快、电机寿命缩短等问题。
因此，解决轴电流问题对于保护电机和提高其可靠性至关重要。
轴电流的成因轴电流的产生通常有以下几个原因： 1. 磁通泄漏：磁通泄漏会导致部分磁通通过轴向流到电机的轴上，导致轴电流的产生。
2. 涡流损耗：当电机磁场变化时，轴材质中存在的导电性杂质会产生涡流，形成额外的电流流过轴。
3. 斜坡牧流现象：电机转子做高速旋转时，由于受到电动势的作用，会导致轴电流的产生。
影响轴电流的因素影响轴电流大小的因素有很多，包括： 1. 电机设计参数：电机的设计参数，如磁场分布、定子槽形状等，会直接影响轴电流的大小。
2. 轴材质：轴的导电性以及杂质含量都会对轴电流产生影响。
3. 工作条件：电机的负载、工作环境温度等工作条件也会对轴电流产生一定的影响。
解决方法为了解决电机的轴电流问题，可以从以下几个方面入手：1. 优化电机设计通过优化电机的设计，可以减少磁通泄漏和涡流损耗，从而降低轴电流的大小。
具体的优化方法包括： - 优化定子绕组的布局和形状，减少磁通泄漏； - 采用合适的轴材质和制造工艺，减少涡流损耗； - 通过计算机仿真和实验测试，不断优化电机的设计参数。
2. 使用电机防护装置为了保护电机免受轴电流的侵害，可以安装一些专门的电机防护装置，如轴电流保护器。
轴电流保护器能够感知轴电流的存在，并及时采取措施，如降低负载、切断电源等，以保护电机的安全运行。
3. 控制电机工作条件合理控制电机的工作条件，对于降低轴电流也有一定的作用。
具体的控制方法包括：- 控制电机的负载，避免过载运行； - 保持电机周围的工作环境温度适宜，避免过热导致轴电流增大。
4. 轴电流监测定期对电机的轴电流进行监测，可以及时发现轴电流异常，采取相应的措施。
轴电流监测可以通过专用的电流传感器实现，将监测到的电流信号传输到监测系统中进行分析和处理。
电机的轴电流的解决方法
电机的轴电流的解决方法电机的轴电流是指在电机运行中，电流通过电机轴向流动的现象。
当电机的轴电流过大时，会对电机及其周边设备造成损害，甚至导致设备故障。
因此，在实际应用中，需要采取一些措施来解决电机的轴电流问题。
本文将从以下几个方面介绍解决方法。
一、了解电机的轴电流在介绍解决方法之前，首先需要了解什么是电机的轴电流。
当直流或交流信号通过线圈时，会在线圈周围产生磁场。
如果线圈与磁场之间存在相对运动，则会在线圈内产生感应电动势，并引起感应电流。
而当感应电动势与直接通入线圈的信号相反时，就会出现反向感应效应，使得线圈内部产生一个反向的磁场。
这种反向磁场与原始磁场叠加后形成一个旋转磁场，在旋转磁场作用下，导体内部就会产生一个涡流。
这些涡流通过导体周围形成一个环路，并沿着导体表面形成一个环形涡流区域。
这个区域就是所谓的轴电流区域。
二、减小电机的轴电流在设计电机时，可以采用低磁导率的材料来减小电机的轴电流。
这种材料可以降低涡流损耗，从而减少轴向电流。
2. 减小空气隙通过减小电机内部的空气隙，可以降低磁场强度，从而减少涡流损耗和轴向电流。
但是，过小的空气隙会增加摩擦力和机械噪声。
3. 采用软磁材料在设计电机时，可以采用软磁性材料来减少涡流损耗和轴向电流。
这种材料具有较高的磁导率和较低的涡流损耗。
4. 使用非同步转子非同步转子是一种具有较低涡流损耗和较小轴向电流的转子类型。
这种转子结构与普通同步转子不同，它们之间没有直接联系，并且由于缺乏永磁体或励磁线圈等组件，因此不会产生过多的涡流和轴向电流。
三、降低电机的轴电流在电机运行时，可以通过加入高频信号来降低轴向电流。
这种方法可以使得磁场更加均匀，从而减少涡流损耗和轴向电流。
2. 增加绕组数目增加电机的绕组数目可以使得磁场更加均匀，从而减少涡流损耗和轴向电流。
但是，增加绕组数目会增加制造成本和复杂度。
3. 采用反向磁场在设计电机时，可以采用反向磁场来降低轴向电流。
这种方法可以使得磁场更加均匀，并且会产生一个与原始磁场相反的磁场，从而减少涡流损耗和轴向电流。
电动机轴电流的探讨与改进措施
电动机轴电流的探讨与改进措施摘要：本文通过生产现场电动机产生轴电流情况的实例，分析电动机产生轴电流现象的条件及原因，阐述轴电流对电动机运行的危害，介绍检测轴电流的方法和消除轴电流的解决措施。
关键词：电动机电位差轴电流0 引言我公司在修理一台矿用钻机高压电动机的过程中，通过入厂试验检测发现电动机在短时内轴承温升迅速上升至50K，且伴随着电机震动值超差现象。
随即对电机解体，发现轴承滚道存在不同程度的搓板式损伤并在其润滑脂中发现细小的金属颗粒。
1 电机轴承烧损原因分析观察轴承滚道的搓板式带状坑道可判断该电机转子运行过程中存在较大的电压，在此电压下电机产生严重的轴电流，轴电流流经滚道与滚动体的接触面时产生放电火花使局部金属材料熔化，熔化物被高速旋转的内圈和滚动体碾压形成搓板纹。
随着滚动轴承的发展，现在越来越多的中大型电机在设计时也都多采用滚动轴承。
正常情况下，转轴与轴承间存在一道润滑油膜，该油膜有着绝缘的作用，对于低压电机而言，润滑油膜仍有保护绝缘的性能。
但是，当轴电压增加到一定数值（特别是高压电动机启动时，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。
轴电流由转轴经轴承放电，因其接触面积小，在瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，产生细小的金属粉末，经长时间运转磨耗，使轴承内外滚道形成带状坑道。
因此，对中大型电机而言，在设计阶段就应重视电动机的轴电流危害。
2 产生轴电流的原因分析按照产生的原因，轴电流可以分为以下几种：2.1磁通不对称产生的轴电流交流异步电动机在正弦交变的电压下进行工作，其转子处于正弦交变的磁场中。
此类原因一般包括：（1）加工精度差、转子自身挠度等原因导致的同心度不够；（2）定转子铁心硅钢片磁导率不均匀、扇形片分度及拼接不合理、铁心叠压质量差；（3）铁心键槽、散热通风孔；（4）绕组及端部不均匀；（5）电机机械结构自身不对称等一系列原因在磁路中造成不平衡的磁阻。
当电动机的定子铁心圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与轴相交链的交变磁通，从而产生交变电势。
电机轴电流的解决方案
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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。)
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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。
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。
10
(因轴电流造成的条状电弧伤痕。)
轴电流的产生原因及消除措施
轴电流的产生原因及消除措施轴电流是变频电机、大型电机、高压电机和发电机的一大质量杀手，对于电机轴承系统的伤害极大。
由于轴电流防范措施不到位发生的轴承系统故障案例比比皆是。
轴电流的特点是低电压大电流，对轴承系统的伤害可以说是防不胜防。
轴电流的产生缘于轴电压和闭合回路，磁路不平衡、逆变供电、静电感应、静电荷及外界的电源干扰都有可能产生轴电压，逆变供电为何会产生轴电压。
电动机采用逆变供电运行时，供电电压含有高次谐波分量，使定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，从而产生轴电压。
异步电动机的定子绕组是嵌人定子铁芯槽内的，定子绕组的匝间以及定子绕组和电动机机座之间均存在分布电容，当通用变频器在高载频下运行时，逆变器的共模电压产生急剧变化，会通过电动机绕组的分的分布电容由电动机的外壳到接地端之间形成漏电流。
该漏电流有可能形成放射性和传导性两类电磁干扰。
而由于电动机磁路的不平衡，静电感应和共模电压都是产生轴电压和轴电流的起因。
轴电压的幅值一般较小，但是达到一定值后就会击穿轴承润滑油膜，通过轴承形面一个闭合回路，较大的轴电流会导致轴承在很短时间内因发热烧蚀。
因轴电流烧毁的轴承会在轴承内圈外表面上留下类似搓板状的痕迹。
要解决轴电流问题可以从消除轴电压或切断回路两个途径进行解决。
1、在电机的设计环节、制造过程都采取必要的措施比如在端盖、轴承套上增加必要的绝缘措施，对于小规格产品可以采用绝缘轴承，也可以在使用环节增加泄流碳刷。
从使用的角度分析，在零部件上采取断路措施是一劳永逸的措施，而采用导流的方式就可能存在碳刷装置的更换问题，至少在电机的维护保养周期内碳刷系统不要发生问题。
2、采用绝缘轴承绝缘轴承与普通缘轴承的尺寸、承载能力都是一样的，区别是绝缘轴承能够非常好地阻止电流的通过，绝缘轴承可避免电腐蚀所造成的损害，因此比普通轴承应用在电机中可保障运行更可靠，绝缘轴承可避免感应电流对轴承的电蚀作用，防止电流对润滑脂和滚动体、滚道造成损坏。
变频电机轴电流现象分析及对策
压 出 一层 厚度 极 薄 的油 膜 ，油膜 可 以起 到润 滑 、绝缘 、
支撑 的作 用 。如 果轴 电压较 低 ，不会 产 生轴 电流 。如 图 ３所 示 ，当轴 电压增 加 到 一定 数 值 ，尤 其 是在 电动机 启 动 时 ，油 膜还 未稳 定 形成 ，瞬 时 产生 的轴 电压 必将 击穿
中图分类号 ：Ｔ Ｍ ３ ４ ４ ． ６
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１ ６ ７ １ — ０ ７ １ １（ ２ ０ １ ４）０ ８ — ０ ０ ３ ０ — ０ ３
随 着交 流变 频调 速技 术 日渐成 熟 ，交流 变频 电机驱
动 性能 显 著提 高 ，但是 因变 频 电机 轴 电流 引发 轴承 故障 的现 象 也 不容 忽视 。 中石化 洛 阳分 公 司涤纶 短 纤维 装置
理 分析 ，交 流 电源在 电机 线 圈 中产 生 的磁场 是 三相 对称
的 ，如 果 电机三 相绕 组 相 电流相 同并且 电 流 的相位 角都 差１ ２ ０ 。 时 ，电机 内 部磁 场 平衡 ，不会 产 生 轴 电压 。 导 致 电机 内部 磁 场 不平衡 的原 因为 电动机 设 计存 在 缺陷 ，
单 元输 出 直流 ９ ６ ０ Ｖ 电压 。直 流 母线 拖动 １ ０台西 门子 矢 量 控 制大 功 率变频 器 。变频 器 拖动 的三 相 异步 电动 机 实 现 恒转 矩 控 制 ，依 次 实现 了短 纤维 成 品丝 的预 拉 伸 、拉 伸 、叠 丝 、切 断 、打 包 等 工 序 。１ ０台 电 动 机 额 定 电压 ９ ６ ０ Ｖ，功 率范 围 ３ ０ ０一 一８ ０ ０ ｋ Ｗ ，采 用交 一直 一交 电源 供 应方 式 。由于 轴 电流 的存 在 ，电动机 每 更换 轴承 １—
电动机轴电流引发的故障及对策探讨
时， 转轴上有剩余磁通 ， 起单极发 电机作 用； 芯材料 方 向性引 铁
起磁路 的磁 阻不均 ， 由静 电引起， 一般 静电 电流较小， 但 作用不 会太大； 设计时选择扇形片数与极对数关系不正确 。
盖及轴承 室磨 损严 重 。由于 电机有振 动现 象， 轴承小盖及轴承
室磨损也 非常严重， 当时检修人 员认 为是转子轴承机械配合不 好 。检修 中更换了转子驱动端２ ２ Ｈ、２ Ｅ ３ ６ ３６ 两套轴承， 了与 更换
小 时便 出现轴承温度 高、 振动或噪音。 因此 ， 高度重视此类 必须
新投入运行 的大 、 中型 电机的轴电流。 ３ 产 生轴电流的原因 造成 产生轴电流的原 因之一 ，是制造 厂在 制造电机时， 由 于制造的定子 、 转子 沿铁芯 圆周方 向的磁阻不均 ， 生与转轴 产 交链 的磁通 ， 从而感应 出电动 势。由于轴电流或轴 电压不易测
有关技术数据进行 了严格的测量， 电机没有问题， 检查 于是决定 试转 。电机试 运行３ ｉ ， ０ｒ ｎ 发现驱动端轴承温度又 达到８ ａ 后 ０℃ 左右， 决定立 即停运 。解体后发现轴承 内套轨道有大量麻 点， 轴 承 已不能再继续使用。 ２ 电机轴承烧损原 因分析 在 电机首次投运后， 出现轴承温度异常现象， 此温度异常与
假设 电机 的极对数 为Ｐ ， 定子铁 芯接缝数 为ｎ ， 则分数ｎ 约 ， ｐ
分后 为ｎ／ 当ｎ为偶数时 ， ’ ， ’ ｐ 不会产生轴 电流； ’ 当ｎ 为奇数时， 会 产生频率为ｆ 的轴电流。 ｎ 这里的ｆ 为电机 电源频率 。 比如 电流频
轴承配套 的耐高温润滑脂， 重新制作 了轴承室并加装新 内套， 对
１ 检修及试运情况
绝缘 圈的特制轴承套更换原轴承套后 ， 测出轴 电压， 便会 才能发
电机轴电流的解决方案
解决方案
优化电机设计，采用更合理的绕组布局和轴承配置，减少轴电流 的产生，提高电机的稳定性和寿命。
案例四：成功治理电机轴电流的案例
故障现象
某化工企业一台重要设备因电机轴电流过大导致轴承损坏和设备停 机。
原因分析
电机接地不良，同时机械系统存在装配误差。
解决方案
采用专门的接地装置对电机进行接地改造，同时对机械系统进行调整 和优化，成功治理电机轴电流问题，保证了设备的正常运行。
电机轴电流的解决 方案
汇报人： 日期:
目录
• 电机轴电流概述 • 电机轴电流的解决方案 • 电机轴电流的监测与预防 • 电机轴电流案例分析
01
电机轴电流概述
电机轴电流的产生
电机内部磁场不均匀
当电机内部的磁场分布不均匀时，轴上会产生额外的电流。
轴承磨损或损坏
轴承的磨损或损坏会导致轴电流的产生。
电机绕组接地或短路
故障现象
电机运行过程中出现异常声响 和振动，导致设备无法正常运
行。
原因分析
电机轴电流过大，引起轴承磨损和 转子不平衡，进而产生异常声响和 振动。
解决方案
采用专门的接地装置，将电机轴电 流引回到系统中，减少对轴承的损 害，同时对电机进行平衡调整，消 除异常声响和振动。
案例二
故障现象
电机在运行过程中出现周期性的 轴向窜动，影响设备稳定性和精
减少轴电电机轴上增加绝缘层，以隔离轴电流的流通。
针对机械系统的解决方案
优化机械系统
通过优化机械系统设计， 减少机械摩擦、提高润滑 效果等措施，降低轴电流 的产生。
定期维护机械系统
定期检查、更换机械部件 ，保持机械系统的良好状 态，以减少轴电流的产生 。
电机轴电流的解决方案
维护不当
维护不当也是导致轴电流 产生的原因之一。
电机设计不合理
电机设计不合理也可能导 致轴电流的产生。
02
电机轴电流的解决方案
针对电机的解决方案
优化电机设计
采用更先进的设计理念和材料，降低电机内部的磁场不对称和机 械应力，从而减少轴电流。
使用轴电流保护装置
在电机的输入端或输出端安装轴电流保护装置，当轴电流超过一定 值时，保护装置可以切断电源，保护电机不受损坏。
解决方案
在生产线上增加电机轴电流监测装置，对轴电流 进行实时监测和预警。同时，优化生产工艺流程 ，提高生产过程的稳定性。
实施效果
经过改造后，电机轴电流稳定，生产过程更加稳 定和可控，产品质量提高15%。
05
总结与展望
对于电机轴电流问题的认识与总结
电机轴电流的产生
电机轴电流的产生是由于电机内部转子与定子之间的气隙 不均匀，导致转子在高速旋转时受到不平衡的电磁力作用 ，从而产生轴电流。
电机轴电流的危害
电机轴电流会对电机产生严重的危害，如轴承磨损、振动 、发热等问题，严重时可能导致电机损坏。
电机轴电流的解决方案
针对电机轴电流的问题，可以采取以下几种解决方案，如 优化电机设计、改善电机装配质量、采用轴电流抑制装置 等。
对未来研究和发展的展望
01
深入研究电机轴 电流的产生机理
进一步深入研究电机轴电 流的产生机理，从源头上 解决电机轴电流的问题。
03 转子不平衡
转子的不平衡也会导致轴电流的产生。
电机轴电流的危害
01 轴承损坏
轴电流会导致轴承的损坏，影响电机的正常运行 。
02 设备损坏
轴电流还可能导致设备的损坏，增加维修成本。
防爆电机轴电流措施
防爆电机轴电流措施
防爆电机轴电流是电机运行过程中可能出现的一种问题，它会严重影响电机的使用寿命和运行安全。
因此，需要采取一些有效的措施来防止防爆电机轴电流的产生。
首先，改进电机与逆变器、电机与负载间的高频接地是非常重要的。
电机外壳到逆变器外壳的连接应通过线缆的屏蔽层和内部的接地导线，电机的外壳到负载外壳应采用金属带。
这样可以有效地减少电磁干扰和静电积累，从而降低轴电压和轴电流的产生。
其次，加绝缘隔板也是防止轴电流的有效措施之一。
可以在非轴伸端轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，切断轴电流的回路。
这样可以有效地隔离轴电流，避免其对电机轴承的损伤。
此外，将轴承座对地绝缘也是防止轴电流的一种常用方法。
轴承绝缘的绝缘电阻应符合相关标准规定，可以通过专门的线路来连续监测轴承的绝缘状态，及时发现并处理绝缘问题。
最后，采用非磁性轴承座或附加垫圈也可以有效地削弱轴向磁通，从而减少轴电流的产生。
这种方法主要适用于由单极效应引起的轴电流，可以在一定程度上保护电机轴承。
综上所述，防止防爆电机轴电流需要采取多种措施，包括改进电机与逆变器、电机与负载间的高频接地、加绝缘隔板、将轴承座对地绝缘以及采用非磁性轴承座或附加垫圈等。
这些措施可以有效地保护电机轴承，延长电机的使用寿命，提高电机的运行安全性能。
电机轴电流消除方法
电机轴电流消除方法嘿，朋友们！咱今天来聊聊电机轴电流消除这档子事儿。
你说这电机轴电流啊，就像个调皮的小精灵，时不时就出来捣乱一下。
咱先得搞清楚这小精灵是咋来的呀。
有时候是因为电机内部的磁场不均衡啦，或者是一些杂散电容在那捣鬼。
就好像家里的电路，偶尔也会有点小波动不是。
那咋对付它呢？这可得有点小妙招。
就好比你要抓住一只乱跑的小猫，得有合适的工具和方法。
咱可以从电机的设计入手呀，把那些可能导致电流出现的因素都考虑进去，就像给房子打个牢固的地基一样。
把该屏蔽的屏蔽好，该隔离的隔离到位，让那小精灵没地方藏身。
还有啊，咱可以在电路里加点保护装置，就像给电机穿上一层铠甲。
这能有效地阻止电流乱窜。
你想想，要是有人想欺负你，你穿着厚厚的铠甲，他能拿你咋样？另外呢，日常的维护也很重要哦！就跟咱每天要洗脸刷牙一样，得经常检查检查电机，看看有没有啥异常情况。
要是发现有点不对劲，赶紧采取措施，可别等问题大了才着急。
你说要是不把这电机轴电流消除掉，那会咋样？那不就像身体里有个小病痛一直不治好，时间长了可能会惹出大麻烦呀！电机可能就会出故障，影响工作效率，那可就得不偿失啦！所以啊，大家可别小瞧了这电机轴电流消除的事儿。
得认真对待，就像对待自己的宝贝一样。
多花点心思，多采取些措施，让电机能顺顺利利地工作。
咱再打个比方，这电机就像一辆汽车，电流就是那汽油。
要是汽油不好，汽车能跑得快吗？同理，要是不把电流的问题解决好，电机能好好干活吗？总之呢，消除电机轴电流不是一件容易的事儿，但只要咱上心，办法总比困难多呀！大家说是不是这个理儿？让我们一起把这个调皮的小精灵给收服了，让电机稳稳当当、健健康康地运行吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
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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。
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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。
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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
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。
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。
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谢谢！
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谢谢！
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。
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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。
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(轴电流之路径)
a. 红色路径：流经电机轴承。
※ 因变频器切换频率过高，
b. 绿色路径：流经负载轴承。
而造成的电流。(频率高使得
c. 金色路径：流经电机及负载轴承。
耦合电容之容抗变低)
d. 蓝色路径：电流导入地网中。
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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。
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 2019.11
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Байду номын сангаас
大纲
一、纸机电机简单概括。 二、轴电流的危害。 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。
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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。
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。
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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。
备，在强电场的作用下，在转轴的两端感
应出轴电压。
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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。
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(绝缘轴承。)
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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)。
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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。
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。
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五、轴电流的防范
5.1. 变频器输出端串联滤波器： 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。
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a. 良好的接地系统，可降低轴电流。
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电机非传动侧采用绝缘轴承，用以消除高频感应电流。
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电机传动侧安装接地碳刷、非传动侧安装绝缘轴承。
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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。
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电机两侧安装绝缘轴承、传动侧安装接地碳刷。
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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。
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。
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(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。)
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五、轴电流的防范