电机轴电流的解决方案..

1电机轴电流的解决方案纸公务部电气处祖国强2011.11广西金桂浆纸业有限公司2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。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。4二、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。5三、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。6三、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备，在强电场的作用下，在转轴的两端感应出轴电压。7三、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。8(轴电流之路径)a.红色路径：流经电机轴承。b.绿色路径：流经负载轴承。c.金色路径：流经电机及负载轴承。d.蓝色路径：电流导入地网中。※因变频器切换频率过高，而造成的电流。(频率高使得耦合电容之容抗变低)910四、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。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。11(因轴电流造成的条状电弧伤痕。)(因轴电流造成轴承座烧熔。)(因轴电流烧毁的电机。）12五、轴电流的防范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。13五、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。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。145.1.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。五、轴电流的防范15a.良好的接地系统，可降低轴电流。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。16电机-负载之间采用绝缘连轴器，消除Shaftcurrent。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。17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。18电机非传动侧采用绝缘轴承，用以消除高频感应电流。19电机传动侧安装接地碳刷、非传动侧安装绝缘轴承。20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。21电机两侧安装绝缘轴承、传动侧安装接地碳刷。22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。23(绝缘轴承。)24Shaftgroundingbrush(接地碳刷)。大型交流电机，通常接地碳刷安装在传动侧(Driveend)。25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。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。26谢谢！