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什么是軸電流及其產生原因
- 2023-07-15-

什么是軸電流?

帶電導線和磁路結構的電機通常會導致軸磁化或產生脈沖磁通。脈沖磁通在軸、軸承和軸承座形成的回路中產生電壓。結果,軸電流流過電路,軸和滑動軸承的表面或滾動軸承和軸襯的表面損壞,其特征是摩擦和發熱增加,滾動軸承的運轉性能惡化。



軸電流的危害

如果在電機運行過程中,軸承兩端的滾動體和軸承套圈之間或電機軸和軸承之間有軸電流,電機軸承的壽命將大大縮短。小的可能運行幾千小時,嚴重的可能只能運行幾個小時甚至更短,對現場安全生產影響很大。

軸向電流引起的軸承損壞有以下兩種典型癥狀:
滑動軸承中的低熔點合金熔化。

軸向電流通過軸承和轉軸的金屬接觸點。由于金屬接觸點很小,這些點的電流密度很大,瞬間產生高溫,使軸承局部燒熔,燒熔的軸承合金在銑削壓力下飛濺,在軸承內表面燒出小坑或在軸承內表面壓出條狀弧紋。

滾動軸承被撐起或散開。
滾動體表面和軸承套圈表面被軸向電流侵蝕,導致發熱和溫度異常,或導致過流保護停機,甚至導致電機燒毀。

軸電流產生的原因

在正常情況下,軸和軸承之間有一層潤滑油膜作為絕緣體。在較低的軸電壓下,這層潤滑油膜仍能保護其絕緣性能,不會產生軸電流。當軸電壓升高到一定值時,特別是在發動機起動時,軸承內的潤滑油膜尚未穩定形成,軸電壓就會突破油膜而放電,形成回路,導致各類危險事故的發生??梢娸S應力是一個內在因素,關鍵是分析軸電流的產生,以明確軸應力。

軸的磁化

(1)電機繞軸的各種閉合回路。電刷刷架裝置的集電環、電樞串聯回路、換向器繞組、補償繞組及各種導線,都能起到軸磁化的作用。如果不同類型的軸磁化因素不平衡,就會出現軸磁化現象。

(2)某些特殊電機的凸極轉子的每個磁極間隙設置一個勵磁線圈,這個勵磁線圈產生的磁通不僅通過非勵磁線圈的相鄰磁極,而且通過軸、外殼和定子鐵芯形成閉合磁路,造成軸的磁化。

(3) 轉子傳動不同心

由于部件制造精度、裝配誤差等因素,轉子與定子不完全同心,造成磁路不對稱,也會導致軸被磁化。



定子磁軛脈動磁通引起的軸電壓

1)帶縫座的電機。當帶有兩個有縫機座和一個四級轉子的電機運行時,定子磁軛的磁通總和在任何時候都不為零,但其值是脈動的。這種脈動磁通在 "軸軸承箱 "回路中產生電壓。

2) 轉子支架的偏心。轉子支架的偏心也會產生脈動磁通,同樣會在軸上感應出交流電壓。

(3)活塞堆疊等因素。由于扇形沖頭、硅鋼片等疊加因素,加之鐵芯開口、通氣孔等導致磁路中存在不平衡磁阻,轉子軸周圍的交變磁通與轉子軸相交,在軸兩端感應出軸向電壓。

逆變電源

當電動機采用逆變電源運行時,由于電源電壓中含有較高的諧波分量,在電壓脈沖分量的作用下,定子繞組線圈兩端、導線部分與轉軸之間產生電磁感應,改變了轉軸的電動勢,從而產生軸電壓。

靜電感應

電機運行時周圍高壓設備較多,在強電場作用下,轉子軸兩端產生軸電壓。

外部電源介入

由于運行現場接線比較復雜,特別是大型電機的保護、測量元件接線較多,由于帶電線頭射入轉子軸,就會產生軸電壓。

其它原因

靜電積累、測溫元件絕緣損壞等因素都會導致軸電壓的產生。


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