电机轴电流的解决方案.. 共27页

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。
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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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
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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。
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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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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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Hale Waihona Puke Baidu
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。
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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
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。
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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。
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。
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。
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。