某水泥厂使用我公司生产的YKKVF6304-61400kW 10kV 50Hz高压变频电机。在运行中发现电机轴承温度高，从机械方面采取措施后效果不明显。经检查分析是轴电流作用，经返厂处理后。轴承过热故障解除。
　　1　轴电压和轴电流
　　轴电压是电动机两轴承端或电动机转轴与轴承间所产生的电压，转子轴电压一旦形成回路，就产生轴电流。
　　（1）电机结构造成的轴电压。电动机由于扇形冲片、硅钢片叠装因素及铁心槽和通风孔等的存在，造成磁路中存在不平衡，并有交变磁通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。
　　（2）逆变器供电产生轴电压。电动机在逆变器供电运行时，由于电源中含有高次谐波分量，在电压脉冲分量作用下，定子绕组端部、接线部分以及转轴之间产生电磁感应，使转轴的电位发生变化从而产生轴电压。
　　（3）静电感应产生轴电压。在电动机运行的周围有较多高压设备，在强电场作用下，转轴的两端会感应出轴电压。
　　（4）外部电源的介入产生轴电压。由于运行现场接线较繁杂，如电机的保护、测量元件接线较多，任何一根带电线头搭接在转轴上便会产生轴电压。
　　2　轴电流的危害
　　正常情况下’转轴与轴承问有润滑油膜的存在，能起到绝缘作用，不会产生轴电流。但当轴电压增加到一定数值时，尤其是电动机起动或轴承缺油时，润滑油膜未稳定形成，轴电压将击穿油膜放电而形成回路。轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过，由于该接触点很小，其电流密度很大（可达几百上千安/平方毫米），会导致瞬间高温，使轴承局部烧熔，被烧熔的轴承合金在压力作用下飞溅，在轴承内表面上烧出许多小凹坑，破坏轴与轴承的良好配合，造成轴承无法正常工作。特殊情况下，大的轴电流在轴颈和轴瓦的接触面上产生强烈电弧，导致轴颈和轴瓦损坏，造成电机振动和杂响声，致使电机无法工作。
　　大型交流电动机运行中产生轴电压是不可避免的，随着变频技术和大功率、高切换频率功率元件的应用，轴电流导致轴承烧损及电机振动、发热的情况较多，将直接影响电动机运行寿命。
　　3　轴电压的测量
　　轴电压通常在8V-10V左右，测量时应选用满刻度10V～20V的高内阻电压表，在电机运行于空载和负载状态下分别进行测试，如图1。用电压表测轴电压u。，然后将转轴一端与其轴承座短接，测轴承对地的轴电压觇。注意测点表面应与电压表引线接触良好，同时分别检查轴承座与金属垫片、金属垫片与金属底座间的电阻。 　　比较U₁和U₂，可知油膜的绝缘状况：当U₂=U₁，说明油膜绝缘状态良好；当U₂＞U₁，说明油膜绝缘不良，需处理；U₂＜U₁，说明电压表测笔放反，需校正后再测试。
　　4　轴电流的预防
　　一般而言，交流传动系统都会产生轴电流，但大多数系统的轴电流幅值较小，未达到危害程度。对于滚动轴承，因为油膜较薄，所以对轴电流比较敏感，一般要求轴电流小于1A。当轴电流达1A-1.4A时，轴承只能运行200h-700h；当轴电流大于2A时，数小时即可烧损轴承。对于滑动轴承，要求轴电流小于10A；当轴电流达10A-40A时，轴承只能维持运转3000h～12000h。
　　针对轴电流的形成原因，现场一般采取如下预防措施：
　　（1）在轴端安装接地碳刷以降低轴电位。接地碳剧应可靠接地，并与转轴可靠接触，保证转轴为零电位。
　　（2）为防止磁不平衡原因产生轴电流，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；也可在转轴前后轴承台及其轴肩处用等离子法均匀喷涂50μm～100μm厚的耐热陶瓷绝缘层。
　　（3）为避免电动机附件导线的绝缘破损，要求检修运行人员细致检查，并加强导线或垫片绝缘消除隐患。
　　（4）对逆变器供电的调速系统加装高频滤波器，或给变频调速装置加设共模滤波电路，保证带宽在10kHz以上。
　　（5）对曾发生轴电流侵蚀的电机轴，用改变油膜厚度的方法（如油黏度、润滑油供应量、转速和负荷）可减小电流侵蚀。
　　5　在YKKVF6304-6上的措施
　　5.1安装接地电刷
　　电机在前轴承外盖上安装接地电刷，电刷装置借用Z4系列直流电动机12.5×20规格。如欲在前轴承外盖处安装，因电机C尺寸而无法实施，可安装在轴承内盖处。应注意轴和电刷接触面必须有较好的粗糙度以防止电刷磨损过快，结构如图2。 　　5.2非轴伸端轴承套的绝缘处理
　　（1）先将轴承套外径加工达粗糙度为25，并车1条宽4深2的槽或滚花，然后在外径表面涂98-11室温固化漆，在漆未固化前绕2843-W无纬玻璃丝带或“H-4”胶浸玻璃丝带，Z外层包热收缩带后，外径应留2mm-3mm加工余量尺寸。采用VIP真空浸渍烘焙一次（98-Z漆），固化冷却后成为坚硬玻璃钢层，然后车加工至规定尺寸，加工后如图3中1所示。 　　（2）用DMD6641复合箔加工制作绝缘套筒3，其长度同端盖厚，内外径参考固定螺栓尺寸；用厚2mm环氧玻璃布板制作绝缘垫板4，内径同轴承套精加工后的尺寸，外径同轴承套凸缘尺寸；用厚2mm环氧玻璃布板制作绝缘垫板5，内径略大于固定螺栓直径，外径略大于平垫片外径。
　　（3）端盖按要求下料，焊接精加工后与轴承套的配合尺寸，然后在180'C下烘焙2小时，加绝缘垫板4后热套轴承套，冷却后加绝缘套筒3和绝缘垫板5，装配至图3所示。装配完成后整体加工端盖。
　　（4）整个加工过程应保持清洁，每道工序后应清除铁屑并涂漆。端盖加工完毕后用1ooov#E欧表检测其绝缘性能。
在采取上述两项措施后，YKKVF6304-6电动机轴承过热故障排除。为减少轴电流的危害，根据变频电源的品质、电机大小、轴承类型及变频电动机轴电压等具体情况，采用相应措施可延长轴承的使用寿命。
　　参考文献
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