04.03 電機殺手軸電流,將隱患扼殺在搖籃

電機殺手軸電流,將隱患扼殺在搖籃

正在午休的Ms.參接到一位朋友的電話,問電機有軸電流究竟是怎麼回事?有沒辦法消除?聽口氣非常急切,恨不得Ms.參即刻能趕到。原來,他公司旗下冶煉廠的一個迴轉窯停了,原因是驅動電機軸抱死觸發了過流保護系統。聽電氣維修的師傅說,軸電流燒蝕軸承而發生抱軸,顧不上休息就忙不迭地給Ms.參打了電話,畢竟停機每一分鐘損失都巨大! 軸電流!又是這個敏感字眼,我們今天再說道說道。

電機殺手軸電流,將隱患扼殺在搖籃

軸電流究竟是怎麼回事?

電機帶有載流導線磁性迴路結構,通常會導致軸的磁化或引起脈動磁通。脈動磁通在軸、軸承和機殼形成的迴路中感生電壓,於是有軸電流流過迴路,軸和滑動軸瓦表面、或滾動軸承和軸承套表面受到損壞,表象為摩擦和發熱增加、滾動軸承的運轉性能惡化等。

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軸電流r的危害

在電動機運行過程中,如果在兩端軸承滾動體和軸承圈之間、或電機轉軸與軸承間有軸電流,電機軸承的使用壽命將會大大縮短。輕微的可運行千把小時,嚴重的甚至只能運行幾小時或更短時間,給現場安全生產帶來極大的影響。

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軸電流對軸承的破壞大致有以下兩類典型症狀:

●燒熔滑動軸承低熔點合金

軸電流將從軸承和轉軸的金屬接觸點通過,由於該金屬接觸點很小,所以這些點的電流密度大,在瞬間產生高溫,使軸承局部燒熔,被燒熔的軸承合金在碾壓力的作用下飛濺,於是在軸承內表面上燒出小凹坑或軸承內表面被壓出條狀電弧傷痕。

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●滾動軸承抱死或散架

滾動體表面和軸承圈滾道表面因軸電流的燒蝕,輕者發熱、溫度異常,重者相互抱死或散架觸發過流保護停機,甚至導致燒燬電機。

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軸電流產生原因剖析

正常情況下,轉軸與軸承間有潤滑油膜的存在,起到絕緣的作用。對於較低的軸電壓,這層潤滑油膜仍能保護其絕緣性能,不會產生軸電流。當軸電壓增加到一定數值時,尤其在電動機啟動時,軸承內的潤滑油膜還未穩定形成,軸電壓將擊穿油膜而放電,構成迴路,產生各類危害事故。可見軸電壓是內在因素,分析軸電流的產生關鍵得搞清楚軸電壓。

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軸的磁化

1)電機中環繞軸的各種閉合迴路。電刷刷架裝置到集電環、電樞串聯迴路、換向極繞組、補償繞組及各種連線,均有能使軸產生磁化的作用。若各類軸磁化的因素不加以抵消,就會產生軸磁化的現象。

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2)有的特種電機凸極轉子每間隔一個磁極設置一個勵磁線圈,這種勵磁線圈產生的磁通不僅通過無勵磁線圈相鄰極,也可通過軸、機殼和定子鐵心構成閉合磁迴路,導致軸磁化。

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3)轉子運轉不同心

零部件製造精度、裝配誤差及其它各種因素,轉子運轉時和定子不完全同心,造成磁路不對稱,同樣會導致軸磁化。

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定子磁軛中由脈動磁通所感生的軸電壓

1)機座有接縫的電機。當一個有兩個接縫機座和4級轉子的電機運轉時,其定子磁軛中的磁通總和不是任何時間均為零,其值是脈動的。這種脈動磁通在“軸—軸承—機殼”迴路中感應電壓。

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2)轉子支撐偏心。轉子支撐偏心也會產生脈動磁通,同樣會在軸中感生交流電壓。

3)衝片疊裝等因素。由於扇形衝片、硅鋼片等疊裝因素,再加上鐵芯槽、通風孔等的存在,造成在磁路中存在不平衡的磁阻,在轉軸的周圍有交變磁通切割轉軸,在軸的兩端感應出軸電壓。

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逆變供電

電動機採用逆變供電運行時,由於電源電壓含有較高次的諧波分量,在電壓脈衝分量的作用下,定子繞組線圈端部、接線部分、轉軸之間產生電磁感應,使轉軸的電位發生變化,從而產生軸電壓。

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靜電感應

在電動機運行的現場周圍有較多的高壓設備,在強電場的作用下,在轉軸的兩端感應出軸電壓。

外部電源的介入

由於運行現場接線比較繁雜,尤其大電機保護、測量元件接線較多,哪一根帶電線頭搭接在轉軸上,便會產生軸電壓。

其他原因

靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能導致軸電壓的產生。

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軸電流的防範

針對軸電流形成的根本原因,一般在現場採用如下防範措施:

●軸端安裝接地碳刷

使接地碳刷可靠接地且與轉軸可靠接觸,保證轉軸電位為零電位,以此消除軸電流。

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●加絕緣隔板

為防止磁不平衡等原因產生的軸電流,可在非軸伸端軸承座和軸承支架處加絕緣隔板,切斷軸電流的迴路。

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●加強絕緣防護

為了避免其他電動機附件導線絕緣破損造成的軸電流,應定期細緻檢查並加強導線或墊片絕緣,以消除不必要的軸電流隱患。

一般通過以上處理,大多電動機的軸電流微乎其微,已對電動機構不成實質上危害。

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