电动机过热的原因及处理方法 根据多年来从事电动机维护与检修的经验，总结出电动机常见的过热原因及处理方法。 1、负荷过大。应减轻负荷或换大容量的电动机。 2、绕组局部短路或接地，轻时电动机局部过热，严重时绝缘烧坏，散发焦味甚至冒烟。应测量绕组各相的直流电阻，或寻找短路点，用兆欧表检查绕组是否接地。 3、电动机外部接线错误，有一下两种情况： （1）应当△接法误接成Y接法，以致空载时电流很小，轻载时虽然可带动负荷，但电流超过额定值，使电动机发热。 （2）应当Y接法误接成△接法以致空载时电流可能大于额定电流，使电动机温度迅速升高。 如属上述原因，可按正确方法更改接线。 4、电源电压波动太大，应将电源电压波动范围控制在-5~10%之间，否则要控制电动机的负荷。 5、大修后线圈匝数错误或某极、相、组接线错误，可通过测量电动机三相电流与铭牌或本身三相电流比较，发现问题予以解决。 6、大修后导线截面比原来截面小，要降低负荷或更换绕组。 7、定、转子铁芯错位严重，虽然空载电流三相平衡，但大于规定值，应校正铁芯位置并设法固定。 8、电动机绕组或接线一相断路，使电动机仅两相工作。应检查三相电流，并立即切除电源，找出断路点并重新结好。
9、鼠笼转子断条或存在缺陷，电动机运转1~2h,铁芯温度迅速上升，甚至超过绕组温度，重载或满载时，定子电流超过额定值。应查出故障点，重焊或更换转子。 10、绕线式电动机的转子绕组焊接点脱焊，或检查时焊接不良，致使转子过热，转速和转矩明显下降。可检查转子绕组的直流电阻和各焊接点，重新焊接。 11、电动机绕组受潮，或有灰尘、油污等附着在绕组上，以致绝缘降低，应测量电动机的绝缘电阻并进行清扫、干燥。 12、电动机在短时间内启动过于频繁。应限制启动次数，正确选用热保护。 13、定子、转子相碰，电动机发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁。应拆开电动机，检查铁芯上是否有扫膛的痕迹，找出原因，进行处理。 14、环境温度太高，应改善通风、冷却条件或更换耐热等级更高的电动机。 15、通风系统发生故障，应检查风扇是否损坏，旋转方向是否正确，通风孔道是否堵塞。 电动机发热的原因可能还有其他方面，但是我们平时要严格按照操作规程正确使用电动机，正确维护电动机，使电动机表明清洁，电流不超过额定值，振动值在范围之内，运行声音正常，轴承正切维护等，电动机的使用寿命一定会延长的。
收稿日期:2002-11-20 于晓东 男 1974年生;毕业于佳木斯大学工学院电气工程系电气技术专业,现从事电气技术工作. 变频电机轴电流的防止 于晓东1 李振宇2 李积继 3 1 佳木斯合成实业有限责任公司,黑龙江佳木斯(154007) 2 东芝大连有限公司,辽宁大连(116600) 摘 要 阐述采用逆变器供电的变频电机,因电源存在许多高压脉冲,高频谐波增多,以及电动机铁心磁路不平衡等,在电机绕组和转轴上产生感应电压。为减少轴电流的危害,除电机制造需满足磁路平衡外,提出加装电源滤波器,前后轴承都要绝缘处理等防止变频电动机轴电流危害的措施。 关键词 变频电动机 轴电流 防止 Prevention of Bearing C urrent in Variable Frequency Motor Y u Xiaodong ,Li Zhenyu ,and Li Jiji Abstract The paper discusses that,for the variablei frequency motor fed from the inverter,inducted voltage appears at the winding and shaft because the power supply has many high voltage pulses,the high frequency harmonic increas es,and the magnetic circuit of motor core is not balance.To decrease the harm caused by bearing current,some measures,such as mounting the power filter and insulating the front and rear bearings are presented,in addition that the magnetic circuit is required to be balance in manufacturing the motor. Key words Variable frequency motor,bearing current,prevention. 1 引言 通常在大型电机中特别是采用扇形冲片迭制铁心的电机,如果磁场不对称等易产生轴电流。近年来采用变频调速驱动装置的小电机也出现不容忽视的轴电流,导致小电机的轴承过早损坏,直接影响和降低了电动机运行的可靠寿命,引起电机用户和电机制造厂商的关注。 2 轴电流的危害 变频电机轴端安装的辅助装置如测速计、编码器等,易与两轴承或两轴承之一构成轴电流回 路(见图1轴电流数学模型图)。该轴电流对电机 轴承造成破坏,对测速计、编码器等辅助装置的安全构成威胁 。 图1 轴电流数学模型 在电机正常运转情况下,轴承内形成一层润滑油膜,能起一定的绝缘作用,即使电机运转出现较低的轴电压,也不会产生轴电流。但是当轴电 18 防爆电机 (E XPLOSION-PROOF ELEC TRIC MAC HINE) 2003 年第2期(总第115期) 2003年6月30日出版
变频电机轴电压与轴电流产生机理分析（一） 1 引言 当电动机在正弦波电源驱动下运行时,通过电机轴的交变磁链产生轴电压。这些磁链是由转子和定子槽、分离铁心片之间的连接部分、磁性材料的定向属性和供电电源不平衡等因素引起磁通不平衡而产生的[1]。到90年代，以IGBT为功率器件的PWM逆变器作为电机驱动电源时，电机轴电流问题更加严重，且其产生机理与正弦波电源驱动时完全不同。文献[1]指出，具有高载波频率（例如10kHz以上）的IGBT逆变器导致电动机的轴承比低载波频率的逆变器驱动时损坏更快。Busse较为详细地分析了轴承电流的产生及轴承电流密度与轴承损坏之间的关系[2]，并建立了PWM驱动下的轴承电流电路模型，但该模型未能体现出轴承电流与逆变器开关频率之间的关系。为讨论高频PWM脉冲电压驱动时电机轴电压与轴电流的产生机理，本文在建立轴电压与轴电流电路模型的基础上，分析轴电流产生的条件及形式，并针对逆变器输出电压的特性变化以及电机端有无过电压等情况，通过仿真分析得到不同情况下的轴电压与轴承电流波形。 在抑制轴承电流方面，文献[1]给出的办法用正弦波滤波器将PWM电压转换成正弦波电压，使电机工作在正弦波供电状态下，但该方法所串电感大，系统动态响应慢，同时电感上的压降和功耗增大。本文在逆变器输出端串小电感并辅以RC吸收网络，可有效抑制PWM 逆变器驱动下出现的轴电流。 2 共模电压与轴电压 一般认为，磁路不均衡、单极效应和电容电流是电机中产生轴电压的主要原因[3]。在电网供电的普通电机中，人们一般比较重视磁路不平衡的影响。但在逆变器供电的电机中轴电压主要由电压不平衡，即电源电压的零序分量产生。由于电路、元器件、连接和回路阻抗的不平衡，电源电压将不可避免地产生零点漂移，该电压将在系统中产生零序电流，轴承则是电机零序回路的一部分。 正弦波电源驱动时，通过计算可知=0。在PWM逆变器驱动下，的值取决于逆变器开关状态，且变化周期与逆变器载波频率一致。事实上，只是共模电压的一种表现形式，由于静电耦合，电机各部分间存在着大小不等的分布电容，因此构成电机的零序回路。根据传输线理论，一个分布参数电路可用等效的具有相同输入输出关系的集总参数π网络模型代替。 因此，电机分布参数电路可用集总参数电路来等效，形成轴电压的绕组--转子耦合部分电路如图2a)所示，其中Vbrg为轴电压，Ibrg为轴承电流，Va，Vb和Vc为电机输入电压。尽管Iws不流过轴承，但它与轴承电流在定子绕组上有相同的路径，势必对轴承电流有所影响。为便于分析，绕组中心点到定子的耦合部分将不予考虑。为计算方便，将图2 a)简化为图2 b)所示等效单相驱动电路模型。图中Z1为电源中点对地阻抗，Z2为旁路阻抗，表征驱动回路中的共模电抗线圈、线路电抗器和长电缆等；R0和L0为定子的零序电阻和电感；Csf、Csr和Crf分别为电机定子对地、定子对转子和转子对地电容；Rb为轴承回路电阻；Cb 和R1为轴承油膜的电容和非线性阻抗；Usg和Urg分别为定子绕组与转子中性点对地电压。 对于采用逆变器供电的电机，当轴承油膜未被击穿时，由于载波频率高，电容的容抗大大减小，与Xcb相比，Rb很小而R1很大，由于PWM驱动电压为非正弦电压，计算时先将其分解，然后分别求取，轴电压有效值为： 3 轴承模型与轴承电流的产生 由于分布电容的存在和高频脉冲输入电压的激励作用，电机轴上形成耦合共模电压。事实上，轴电压的出现不仅与上面两个因素有关，且和轴承结构有着直接关系。转子前后端均
电动机缺相运行的现象与原因 1）电动机缺相现象 振动增大，有异常声响，温度升高，转速下降，电流增大，启动时有强烈的嗡嗡声无法启动。2）造成电动机缺相运行的原因有： ①保险丝选择不当或压合不好，使熔丝断一相。 ②开关发触器的触头接触不良。 ③导线接头松动或断一根线。 ④有一相绕组开路。 3）电动机缺相运行的电磁、转矩关系 电机缺相运行时，定子的旋转磁场严重不平衡，定子会产生负序电流，负序磁场和转子发生电磁感应出近100HZ的电势，使转子电流剧增，会引起转子严重发热，缺相时电机带载能力急剧下降，电机会吸收大量有功，导致定子电流急剧增加，发热由于磁场严重不均匀，会使电机震动严重增加，从而破坏轴承和机座，所以带额定负载的缺相运行电机会立马停下来，若保护不及时动作，电机就会被烧毁，一般电机都有缺相保护。 在运转时缺相,绕组产生的磁场也可分为两个大小相等\方向相反的旋转磁场.但与电动机转向相反的旋转磁场与转子间的相对转速很大,在转子中产生的感应电动势和电流的频率差不多是电源频率的几倍,转子的感抗很大,故决定转矩大小的电流有功分量很小,所以逆向转矩远小于正向转矩,因此,电动机能继续运行. 但是,应注意, 在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。电动机一相断线明确规定不能运行，因为电动机断线后定子线圈不会产生旋转磁场，只会产生脉动磁场，不会带动电动机旋转，但由于运行中还有惯性，所以会旋转，但由于负荷大使电动机旋转逐渐变慢，另外由于转子旋转慢造成转子切割磁力线增多，定子电流逐渐增大，时间长会烧毁电动机。 电动机运行中一相断线不能长期运行，因为电动机断线后定子线圈产生椭圆磁场，只会产生脉动磁势，由于转子旋转慢造成转子切割磁力线增多，定子电流逐渐增大，时间长会烧毁电动机。另外负序磁场将烧坏转子！ 4)电动机缺相启动 如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。
第六讲 电流的形成 【知识回顾】 2、以下说法中正确的是（） A．只有固体与固体之河相互摩擦，才会摩擦起电 B．把A物体和B物体摩擦，结果A物体带负电，B物体带正电．由此可以断定它们的原子核束缚电子的本领一定是A的强 C．分别用丝线吊起甲、乙两通草小球，互相靠近时若互相吸引，则它们一定带有异种电荷 D用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个用细线吊起的塑料小球，小球被排开．小球一定带负电 3．一个物体不带电时，是因为物体内部( )- A．没有电子 B．没有正电 C．有多余电子 D．既不多电子也不缺电子 【新知讲解】 1、电流形成的原因 (1)电流是电荷的定向移动形成的。 在导体中，大量的自由电荷通常情况下做无规则运动，此时不会形成电流，只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流。 (2)形成电流的电荷有：正电荷、负电荷，酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子，金属导体中是自由电子，球面显示器中电子枪的电子流等。 2、电源 (1)能够提供持续电流的装置叫电源。如：干电池、蓄电池和发电机等。 (2)电源的作用：在电源内部不断地正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，以持续对外供电。 (3)能量转化：电源是把其它形式的能量张化为电能的装置。在供电时，干电池、蓄电池将_______转化为______能，发电机将________能转化为电能。 注意．蓄电池在充电时，将电能转化为________，而不是内能.。3、电流的形成和方向 电荷的定向移动形成电流。 物质中的电荷在不停息的运动着的，当它们一旦朝着一定方向移动时，就会形成电流。电荷有两种，形成电流的可能是正电荷，也可能是负电荷，还可能是两种电荷同时向相反的方向移动而形成的。如果不给予规定，对于我们认识描述电流就会产生很大的麻烦，因此人们对电流
立磨电流波动大的原因与处理 一、现象 立磨生产过程中会出现磨机不稳现象。磨机电流忽高忽低，比如从120A电流几秒钟上升到190A，然后又降到120A，然后又升到190A，这样反复，电流曲线像波浪一样。我们称之为“过山车”电流。伴随着磨机电流的波动，磨内压差和位移也是一高一低，反复波动。调整喂料量也没效果，加大喷水也行。 二、原因分析 造成电流波动大的主要原因是料层不稳，磨内成品量少，波动大，出料也波动大。压 差高时，位移低，成品多，电流高，但因阻力大，成品排出困难，大部分料悬浮在磨内，若不及时降低选粉机转数，减少喂料量，压差太高容易塌料，造成磨机振动大跳停。及时排料出去后，磨内粉料变少，加上未能排出的粗颗粒返回磨盘上，磨机位移 增高，磨盘物料增多，磨辊被顶起变高，磨辊碾压作用降低，成品料少，但阻力小， 通过率高。但随着磨盘的转动，磨盘物料到一定量之后，磨盘物料被甩出磨盘，提高 了压差，又返回前面压差高的现象，如此反复。所有造成磨机电流“过山车”的直接 原因是物料被碾压的成品率变化大，物料出料不顺畅造成。造成这种现象的原因有以 下原因： 1、物料的易磨性变化。比如物料品种变化，熟料变得更好粉磨，或更难粉磨。 2、物料水分变化大。物料水分整体大小变化大，影响料层变化，调整不及时。 3、喂料量波动大。喂料量大小调整幅度大，影响料层不稳定。 4、转换粉磨品种，物料配比变化大，造成料层不稳定。 三、处理措施 在物料品种稳定的前提下，尽量避免大幅度调整喂料量。使用稳定质量的材料。尽可 能减少转换品种次数。若更换物料，或转换品种过程中出现磨机电流“过上车”情况，用以下方法稳定生产一段时间，可以稳定磨机电流大幅度波动。 1、适当减少喂料量后，固定喂料。
1磨煤机情况概述 沙角C 电厂磨煤机是ABB －CE 生产的HP983型碗式中速 磨煤机（图1），额定容量：65.455t ／h ；煤粉细度：75%（通过200目的筛子）；磨碗直径：2.49m ；设计煤种出力：53.084t ／h ；额定一次风量：98.182t ／h ；磨煤机电机电源：3kV ／50Hz ；输出功率：448kW ；配佛兰德KMP280齿轮箱，电机输入端转速975r ／min ，输出端转速35.63r ／min ，功率435.4kW 。 HP 磨煤机的磨碗由电动机带动齿轮减速装置驱动回转，磨碗内沿周均匀布置着3个磨辊。磨辊与磨盘之问留有一定的间隙。3个由独立弹簧加载的磨辊相隔120°。 2电机电流大的原因分析 2011年以来，经常由于磨煤机电机电流大，而限制磨煤机 出力，从而影响机组负荷。磨煤机电机电流大可能的原因有：（1）磨碗间隙过小；（2）弹簧加载力过大；（3）煤湿；（4）出口温度低；（5）风量过小；（6）折向门开度太小（煤粉过细）；（7）电机过载；（8）给煤率不准确；（9）煤的可磨性指数小；（10）煤质差（石头多、泥多、水分大）；（11）磨辊头与加载弹簧间隙调整不准。 对以上原因逐一进行分析：第1项，如果磨碗间隙过小，导致磨碗与磨辊煤层过小，且不够均匀，就会造成冲击，从而使电机功率升高。第2项、第11项，弹簧加载力过大，将增加磨辊对煤层的作用力，增加助力。磨辊头与加载弹簧间隙调整过小，当遇到大煤块和石头时，限制了加载弹簧缓冲，也会造成电机功率过高。 第3项、第4项，煤湿和出口温度低都使煤得不到干燥而增加阻力。第6项、第7项，风量过小和折向门开度太小使煤出不去，在磨煤机内停留时间过长，反复在磨煤机内重磨。第8项，给煤率不准确，很好理解。 现在重点分析第7项、第9项和第10项（其实第9项和第10项本质上是一样的，就是煤质差、煤难磨）。正是电机过载和煤质差造成磨煤机电机电流大。煤种差和煤种好时磨煤机电流分别如图2、 图3所示。2.1磨煤机电机功率偏小（电机过载） 磨煤机电机在投产初期就已经过改造，功率由最初的448kW 提升至500kW 。与同类型磨煤机电机相比较，功率仍然偏小。同类型磨煤机电机功率如表1所示。 台山电厂和靖海电厂的机组容量均为600kW ，它们的磨煤机电机功率为520kW 。若它们的机组容量提高10%（即容量 表1 同类型磨煤机电机功率对比表 项目沙角C 电厂 台山电厂靖海电厂机组容量／MW 660600600每台机组磨煤机数量／台666磨煤机电机功率／kW 500 520 520 1—杂物排放管2—煤粉出口管 3—落煤管 4—折向挡板调节装置5—分离器锥体6—磨辊 7—密封风进口管 8—磨碗转体 9—侧机体10—弹簧加载装置 11—文丘里出口管 12—分离器顶部13—分离室外壳 14—风环叶片 15—减速箱 图1 HP983磨煤机示意图 1 2 3 4 5 6789 10 111213 1415图3 煤种好时的磨煤机电流 设备管理与改造◆Shebeiguanli yu Gaizao 60
今天让电路板打样厂家带大家一起来学习一下产生地环路电流的原因吧！ 产生地环路电流的原因有很多，如两个接地点的地电位不同、电路的地线上流过电流、电容耦合形成接地电流、金属导体的天线效应形成地电流、静电放电流流过地线、浪涌泄放电流流过地线等。 ①当两个电路的接地点不同时，由于两个接地点的地电位不同，就会形成地电压，在这个电压的驱动下，电路1和电路2之间用导线和地线连接形成的环路之间会有电流流动。由于电路的不平衡性，每根导线上的电流不同（如图5-10中的 I1和i2，则会产生差模电压，进而对电路造成干扰。 ②电路的地线电流。如图5-11所示，电路采用两点接地或多点接地时，会形成一个接地回路，这样电路电流将流过接地回路，从而产生地电压。 ③电容耦合形成接地电流。由于电路的元器件、构件与接地平面之间存在杂散电容（分布电容），而通过杂散电容可以形成接地回路，则电路中的电流总会有部分电流泄露到接地回路中。图5-12（a）表示导电耦合形成的接地回路，此时电流会通过接地回路流动。图5-12（b）表示在阻焊元件的高电位和低电位两点上的分布电容形成的接地回路，当然接地回路处于谐振状态时，回路中的电流非常大。 ④金属导体的天线效应形成地电流。当互连的电路处在一个较强的电磁场中时，由于金属导体的接收天线效应，根据电磁感应定律，电磁场会在电路1和电路2之间用导线和地线连接形成的环路中产生感应环路电流。 如图5-13所示，当采用传输线连接的电路置于接地平面附近时，外界电磁场作用于传输线，使传输线上形成共模干扰电压源，进一步在公共地阻抗上形成
干扰电压。通过传输线与接地平面形成的导电回路中的电磁场的变化，也会在传输线上形成干扰。 ⑤当产生静电放电时，放电电流会流过地线。由于静电放电电流具有很高的频率，地线呈现较大的阻抗，所以会产生一个很高的地线电压。 ⑥当浪涌泄放电流流过地线时，会产生一个很高的电压，进而对电路产生干扰。 由上述分析可以看出，由于接地公共阻抗、传输线或金属机壳的天线效应等因素，均会使地环路中产生共模干扰电压，该共模干扰电压通过地环路作用到敏感电路的输入端，从而形成了地环路干扰。 怎么样？经过电路板打样厂家带大家一起学习之后，你是不是对电路板打样厂家之产生地环路电路的原因有了一定的了解了呢！点滴学习汇聚成海哦！
[第四章 2.电压:电流产生的原因第1课时电压及电压表的使用] 一、选择题 1.关于电压,下列说法正确的是() A.电路两端有电压,电路中一定有电流 B.电压使自由电荷定向移动形成电流 C.电压只能使自由电子定向移动形成电流 D.经验证明,对人体安全的电压是不高于220 V 2.如图甲所示的电池盒,盒外有三个接线柱A、B、C,盒内有三个5号电池插槽,还有a、b、c、d、e、f六个与电池的触点;若这个电池盒内部的实际连接情况如图乙所示,则下列关于选择盒外不同接线柱所获得的电压的说法正确的是() A.选择A、C两接线柱时获得的电压为3 V B.选择B、C两接线柱时获得的电压为1.5 V C.选择A、B两接线柱时获得的电压为4.5 V D.使用该电池盒能获得1.5 V、3 V及4.5 V的电压 3.关于如图所示电表,下列说法中不正确的是() A.它是一个电压表 B.它的示数一定是1.7 V C.它的示数可能是8.5 V D.它有一个负接线柱和两个正接线柱
4.如图所示,小壮同学将两个规格不同的灯泡L1、L2串联接在电源上。当开关S闭合后,电压表V所测的电压是 () A.电源电压 B.L1两端电压 C.L2两端电压 D.L1和L2两端总电压 5.如图所示,闭合开关后能测出小灯泡L1两端电压的电路是() 6.如图所示是小壮同学在某次测量中连接的实物电路,根据实物电路画出的电路图如图所示,其中正确的是() 7.小壮同学在练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是()
A.灯泡会发光、电压表有示数 B.灯泡会发光、电压表无示数 C.灯泡不会发光、电压表有示数 D.灯泡不会发光、电压表无示数 二、填空题 8.某电压表有0~3 V和0~15 V两个量程,现在用它去测量某灯泡两端的电压,若估计灯泡两端的电压是2 V,则应选择_________V量程;若不能预先估计电压值,则应先用_________V量程进行试触,若电压表示数小于3 V,再换用_________V 量程。 9.如图所示,甲、乙两个电压表的示数分别为_________V和_________V。 10.如图所示,①②是测量电压或电流的仪表;当开关S闭合后,为了使小灯泡L1、L2都能发光,则①是_________表,②是_________表。 11.如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转情况可知:锌片是盐水电池的_________极,电池的电压为_________V。 12.如图所示,闭合开关后,图甲中电压表测________ 电压,图乙中电压表测_________ 电压,图丙中电压表测________电压。
直流无刷电机转矩波动原因 造成无刷直流电动机转矩脉动的原因很多，主要可以分为以下五个方面：1．电磁因素引起的转矩脉动 这是由于定子电流和转子磁场相互作用而产生的转矩脉动．它与电流波形、感应电动势波形、气隙磁通密度的分布有着直接关系。理想情况下，定子电流为方波，感应电动势为梯形波，平顶宽度为120°电角度，电磁转矩为恒值。而实际电机中．由于设计和制造方面的原因．很难保持感应电动势为梯形波，或者平顶宽度不是120°电角度：或者由于转子位置检测和控制系统精度不够而造成感应电动势与电流不能保持严格同步；或者电流波形偏离方波，只能近似地按梯形波变化等。这些因素的存在都会导致电磁转矩脉动的产生。抑制电磁因素引起的转矩脉动的方法有优化设计法、最佳开通角法、谐波消去法、转矩反馈法等。 (1)优化设计法。对于无刷直流电动机，磁极形状、极弧宽度、极弧边缘形状对输出电磁转矩都有很大的影啊。当气隙磁通密度呈方波分布时，即感应电动势波形为理想的梯形波时，极弧宽度增加．则电磁转矩增加，转矩脉动减小；当极弧宽度达到π时，电机功率最大，转矩脉动为零。据此，可以通过选择合理的无电磁转矩脉动的电机磁极和极弧的设计方案，改变磁极形状，或增加极弧宽度来有效消除电磁转矩脉动。 (2)最佳开通角法。通过电机优化设计可以消除电磁转矩脉动，但也有不足之处，例如：由于电机绕组的电感限制，即使电机采用恒流源供电．在换流过程中电流不能突变，流入定子绕组的电流波形也不可能是矩形波；另外．对于实际电机，气隙磁场很难保持理想的方波分布，绕组感应电动势波形也并非理想的矩形，这样就无法实现完全从硬件设计上消除电磁转矩脉动。因此．只能通过控制手段和
电机轴电流的分析 电 机 轴 电 流 的 分 析轴电流的存在对电动机轴承的使用寿命具有极大的破坏性， 根据现场实际运 行情况，分析其产生的原因，采取装设转轴接地碳刷、加强非轴伸端轴承座与支 架的绝缘等有效措施，从而从根本上解决轴电流危害的问题。 1 轴电流的危害 在电动机运行过程中，如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存 在，那么对于电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时，严重 的甚至只能运行几小时，给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承损坏及 更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。 2 轴电压和轴电流的产生 (1) 磁不平衡产生轴电压 电动机由于扇形冲片、 硅钢片等叠装因素， 再加上铁芯槽、 通风孔等的存在， 造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴，在轴 的两端感应出轴电压。 (2) 逆变供电产生轴电压 电动机采用逆变供电运行时，由于电源电压含有较高次的谐波分量，在电压 脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、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 在电动机运行的现场周围有较多的高压设备，在强电场的作用下，在转轴的 两端感应出轴电压。 (4) 外部电源的介入产生轴电压由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、 测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，便会产生轴电压。 (5) 其他原因 如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。 轴电压建立起来后，一旦在转轴及机座、壳体间形成通路，就产生轴电流。 3 轴电流对轴承的破坏 正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜的存在，起到绝缘的作用。对于较低 的轴电压，这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能，不会产生轴电流。但是当轴电压 增加到一定数值时，尤其在电动机启动时，轴承内的润滑油膜还未稳定形成，轴 电压将击穿油膜而放电，构成回路，轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过， 由于该金属接触点很小，所以这些点的电流密度大，在瞬间产生高温，使轴承局 部烧熔，被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面上烧出小 凹坑。一般由于转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高，通常表现出来的症状 是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。 4 轴电流的防范 针对轴电流形成的根本原因，一般在现场采用如下防范措施： (1) 在轴端安装接地碳刷，以降低轴电位，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，以此消除轴电
电机启动电流到底有多大？ 电机的启动电流是额定电流的多少倍说法不一，很多都是根据具体情况来 说的。如说十几倍的、6~8倍的、5~8倍的、5~7倍的等。 一种是说法说在启动瞬间(即启动过程的初始时刻)电机的转速为零时,这时的电流值应该是它的堵转电流值。其中5.5kW电机的堵转电流与额定电流之比 的规定值如下：同步转速 3000 时，堵转电流与额定电流之比为7.0；同步转 速 1500 时，堵转电流与额定电流之比为7.0；同步转速 1000时，堵转电流与额定电流之比为6.5；同步转速 750 时，堵转电流与额定电流之比为6.0。 5.5kW电机功率比较大，功率小些的电动机启动电流和额定电流比值要小些， 所以电工教材和很多地方都是说异步电动机启动电流是额定工作电流的4~7倍。 为什么电机起动电流大？起动后电流又小了呢？ 这里我们有必要从电机启动原理和电机旋转原理的角度来理解： 当感应电动机处在停止状态时，从电磁的角度看，就像变压器，接到电源 去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的转子绕组相当于变压器被短 路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间无电的的联系，只有磁的联系，磁通经 定子、气隙、转子铁芯成闭路。 当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的切割速度——同 步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到的最高的电势，因而，在转 子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二 次磁通要抵消一次磁通的作用一样。 而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的4~7倍，这就是启动电流大的缘由。 启动后电流为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转子导体的速 度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流也减小，于是定子电流 中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，所以定子电流 就从大到小，直到正常。
初中物理例析电流的形成与方向专题辅导 张友金 一. 电流的形成 在理解电流形成的原因时，应注意以下几点： 1. 电流可能只是由正电荷的定向移动形成的。 2. 电流可能只是由负电荷的定向移动形成的。 3. 电流可能是由正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成的。 二. 电流的方向 电荷有正电荷与负电荷两种，科学实验证明在电路中正电荷、负电荷都可以定向移动，有时还会同时移动，但物理学刚开始研究电流时，并不清楚在不同情况下究竟是什么电荷在移动，当时就规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，而负电荷定向移动方向则与电流方向相反。在以后研究和利用电流的过程中并未发现这一规定有什么影响，所以这一规定一直沿用至今。 在电源的外部，电流的方向是从电源正极流向负极；在电源的内部，电流的方向是从电源负极流向正极。 例1. 如图1所示，当开关闭合时，请在电路中标明电流方向。 图1 解析：当开关闭合时，电流的方向是从电源的正极经导线、开关、导线、小灯泡、导线回到电源的负极。如图1中的箭头所示。 例 2. 电荷的___________形成电流，在电源外部，电流方向是___________→用电器→___________。 解析：本题涉及电流的形成及电流方向。大家知道，金属导体中有大量的自由电荷，平时它们运动的方向杂乱无章，接上电源后，出现了大量电荷的定向移动，于是形成了电流。电流和水流类似，也有方向，当把用电器接在电源的正、负极上时，电流沿着“正极→用电器→负极”的方向流动。 例3.在图2所示的电路中，当开关闭合时，通过小灯泡的电流方向是从___________到
___________。 图2 解析：本题着重考查电流方向的规定和干电池正负极的识别。通过观察可知，干电池上端是正极，小灯泡在电源外部。由电源外部的电流方向是从电源的正极流向负极可得出结论。通过小灯泡中的电流方向是从B到A。抓住电荷的定向移动形成电流及电流方向的规定是求解本题的关键。
产生轴电压的原因如下： 3p W ]!F0C-s y u ①、由于发电机的定子磁场不平衡，在发电机的转轴上产生了感应电势。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁组较大（例如定子铁芯锈蚀），以及定、转子之间的气隙不均匀所致。②、由于汽轮发电机的轴封不好，沿轴有高速蒸汽泄漏或蒸气缸内的高速喷射等原因而使转轴本身带静电荷。这种轴电压有时很高，可以使人感到麻电。但在运行时已通过炭刷接地，所以实际上已被消除。轴电压一般不高，通常不超过2~3 伏，为了消除轴电压经过轴承、机座与基础等处形成的电流回路，可以在励磁机侧轴承座下加垫绝缘板。使电路断开，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。 发电机磁场非常强大，发电机的主轴穿过磁场中心，可是一旦有微小偏差，在发电机轴两端就有感应电压，如果发电机轴两端经轴承和机座成为闭合环路，就会产生巨大的短路电流，为了切断这个环路，发电机轴承的一端必须加绝缘垫片的 轴电流是由于发电机磁场不对称，发电机大轴被磁化，静电充电等原因在发电机轴上感应出轴电压，引起的从发电机组轴的一端经过油膜绝缘破坏了的轴承、轴承座及机座底板，流向轴的另一端的电流
逆变器供电的电机轴电流及其防治 1 引言 感应电动机的轴电压和轴电流现象并不是什么新的问题，alger在1920年就阐述了引起这些电流的原因，即磁通在电机内的不对称分布。而c.u.t.pearce在1927年也说到:只要有可能设计出一个完美平衡或是对称的电机，轴承电流在理论上和实际上都是不存在的。而事实上，感应电机在正弦波电源的驱动下，就会因电机内部的因素产生轴电流，这些因素可以分为两点:一是同极的磁通，例如通过电机轴中央的磁通;二是通过电机轴的交变磁链。其中第二种情况更普遍一些。而这些磁链主要是由转子和定子槽机械尺寸的偏差、磁性材料的定向属性的改变以及供电电源不平衡等因素引起的磁通不平衡所产生的。 近年来，以绝缘栅双极晶体管(igbt)为功率器件的脉宽调制(pwm)逆变器作为感应电机的驱动电源时，轴电流的问题变得日趋严重，这也使得轴承出现问题和损坏的机率增加、损坏的速度加快。而且具有高载波频率(大于12khz)的igbt逆变器导致电机轴承的损害比低载波频率的逆变器更快。此时产生的轴电流的主要原因就是pwm逆变器的输出在电气上的瞬时不平衡。 过大的轴电流将造成轴承的损坏，从而使得电机不能正常运行。通过电机可靠性研究表明电机轴承的损坏占电机损坏总数的40%，而轴承制造商反映几乎在所有损坏的轴承中有25%是由于逆变器输出电压的dv/dt过大，损坏的数字还在飞速地增长。 本文通过电机模型的建立，分析了电机在正弦波供电和pwm逆变器供电时的轴电压、轴电流产生的机理，由此重视起对电机轴承的研究;所阐述的几种不同的轴承电流的流向，为的
1电源问题 电源方面使电动机发生过热的原因，有以下几种： 1、电源电压过高 当电源电压过高时，电动机反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热。 2、电源电压过低 电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大，致使定、转子绕组过热。 3、电源电压不对称 当电源线一相断路、保险丝一相熔断，或闸刀起动设备角头烧伤致使一相不通，都将造成三相电动机走单相，致使运行的二相绕组通过大电流而过热，及至烧毁。因此，对于三相电机一般不适用熔断器进行保护。 4、三相电源不平衡 当三相电源不平衡时，会使电动机的三相电流不平衡，引起绕组过热。 由上述可见，当电动机过热时，应首先考虑电源方面的原因（软启动、变频器、伺服驱动器亦可看作是电源）。确认电源方面无问题后，再去考虑其他方面因素。 2负载问题 负载方面使电动机过热原因有以下几种： 1、电动机过载运行 当设备不配套，电动机的负载功率大于电动机的额定功率时，则电动机长期过载运行（即小马拉大车），会导致电动机过热。维修过热电动机时，应先搞清负载功率与电动机功率是否相符，以防盲无目的的拆卸。 2、拖动的机械负载工作不正常 设备虽然配套，但所拖动的机械负载工作不正常，运行时负载时大时小，电动机过载而发热。 3、拖动的机械有故障 当被拖动的机械有故障，转动不灵活或被卡住，都将使电动机过载，造成电动机绕组过热。故检修电动机过热时，负载方面的因素不能忽视。 3电机本身问题 1、电动机绕组断路
电机启动电流大小原因和控制 电机启动电流到底有多大？ 电机的启动电流是额定电流的多少倍说法不一，很多都是根据具体情况来说的。如说十几倍的、6~8倍的、5~8倍的、5~7倍的等。 一种是说法说在启动瞬间(即启动过程的初始时刻)电机的转速为零时,这时的电流值应该是它的堵转电流值。对最经常使用的Y系列三相异步电动机，在JB/T 10391 《Y系列三相异步电动机》标准中就有明确的规定。其中5.5kW 电机的堵转电流与额定电流之比的规定值如下：同步转速3000 时，堵转电
流与额定电流之比为7.0；同步转速1500 时，堵转电流与额定电流之比为7.0；同步转速1000时，堵转电流与额定电流之比为6.5；同步转速750 时，堵转电流与额定电流之比为6.0。5.5kW电机功率比较大，功率小些的电动机启动电流和额定电流比值要小些，所以电工教材和很多地方都是说异步电动机启动电流是额定工作电流的4~7倍。 为什么电机起动电流大？起动后电流又小了呢？这里我们有必要从电机启动原理和电机旋转原理的角度来理解： 当感应电动机处在停止状态时，从电磁的角度看，就像变压器，接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间无电的的联系，只有磁的联系，磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到的最高的电势，因而，在转子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。 而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的4~7倍，这就是启动电流大的缘由。启动后电流为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转子导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电
变频电机轴电压与轴电流的产生机理分析 1.当电动机在正弦波电源驱动下运行时,通过电机轴的交变磁链 产生轴电压。这些磁链是由转子和定子槽、分离铁心片之间的连接部分、磁性材料的定向属性和供电电源不平衡等因素引起磁通不平衡而产生的[1]。到90年代，以igbt为功率器件的pwm逆变器作为电机驱动电源时，电机轴电流问题更加严重，且其产生机理与正弦波电源驱动时完全不同。文献[1]指出，具有高载波频率（例如10khz以上）的igbt逆变器导致电动机的轴承比低载波频率的逆变器驱动时损坏更快。busse较为详细地分析了轴承电流的产生及轴承电流密度与轴承损坏之间的关系[2]，并建立了pwm驱动下的轴承电流电路模型，但该模型未能体现出轴承电流与逆变器开关频率之间的关系。为讨论高频pwm脉冲电压驱动时电机轴电压与轴电流的产生机理，本文在建立轴电压与轴电流电路模型的基础上，分析轴电流产生的条件及形式，并针对逆变器输出电压的特性变化以及电机端有无过电压等情况，通过仿真分析得到不同情况下的轴电压与轴承电流波形。在抑制轴承电流方面，文献[1]给出的办法用正弦波滤波器将pwm电压转换成正弦波电压，使电机工作在正弦波供电状态下，但该方法所串电感大，系统动态响应慢，同时电感上的压降和功耗增大。本文在逆变器输出端串小电感并辅以rc吸收网络，可有效抑制pwm逆变器驱动下出现的轴电流。
2.共模电压与轴电压一般认为，磁路不均衡、单极效应和电容电流是电机中产生轴电压的主要原因[3]。在电网供电的普通电机中，人们一般比较重视磁路不平衡的影响。但在逆变器供电的电机中轴电压主要由电压不平衡，即电源电压的零序分量产生。由于电路、元器件、连接和回路阻抗的不平衡，电源电压将不可避免地产生零点漂移，该电压将在系统中产生零序电流，轴承则是电机零序回路的一部分。正弦波电源驱动时，通过计算可知=0。在pwm逆变器驱动下，的值取决于逆变器开关状态，且变化周期与逆变器载波频率一致。事实上，只是共模电压的一种表现形式，由于静电耦合，电机各部分间存在着大小不等的分布电容，因此构成电机的零序回路。根据传输线理论，一个分布参数电路可用等效的具有相同输入输出关系的集总参数π 网络模型代替。因此，电机分布参数电路可用集总参数电路来等效，形成轴电压的绕组--转子耦合部分电路如图2a)所示，其中vbrg为轴电压，ibrg为轴承电流，va，vb和vc为电机输入电压。尽管iws 不流过轴承，但它与轴承电流在定子绕组上有相同的路径，势必对轴承电流有所影响。为便于分析，绕组中心点到定子的耦合部分将不予考虑。为计算方便，将图2a)简化为图2b)所示等效单相驱动电路模型。图中z1为电源中点对地阻抗，z2为旁路阻抗，表征驱动回路中的共模电抗线圈、线路电抗器和长电缆等；r0和l0为定子的零序电阻和电感；csf、csr和crf分别为电机定子对地、定子对转子和转子对地电容；rb为轴承回路电阻；cb和r1为轴承油膜的电容和非线性阻抗；usg和urg分别为定子绕组与转子中性点对地电压。对于采
电动机轴电流引起的轴承烧损及防止措施 摘要：文章介绍了采用滚动轴承的大中型电动机轴电流产生的原因及其对电动机轴瓦造成的损害，并结合实践经验介绍了轴电流烧伤轴瓦的特征及处理方法。 关键词：轴承烧损；电动机；分析；轴电流；措施 某电厂一台新电机为沈阳电机股份有限公司生产，型号为YKK500－4，额定容量为800 kW，额定电压6 kV，额定转速1 490 r/min，额定电流94 A，F级绝缘，其电机轴承为滚动轴承，安装在某炉的二次风机上。自2002年8月24曰首次投运后，电机驱动端轴承温度出现异常，至9月1曰，温度达到86 ℃ ，电机6个测温点报警，同时驱动端振动增大，用远红外测温装置测量电机本体温度为60 ℃，国产黄油润滑脂大量以液体形式流出。因特殊原因，当时该炉不能停运，故只能采取紧急措施，用轴流风机对电机通风降温，电机驱动端轴承温度有所下降。 1检修及试运情况 2002年9月9曰，停炉后对电机进行解体检查，发现转子驱动端NU228E、6228E 2套轴承严重过热、变黑，轴承及轴承盒内已无润滑油脂，轴承盒内套磨出0.5 mm左右的沟槽，轴承盒外盖止口磨掉1 mm 左右，轴承盒内分布着大量黑色铁末；同时，轴承内套轨道存在大量麻坑，电机本体内外存有大量溢出的黄油，非驱动端NU228E轴承内套轨道上磨出多道划痕。电机轴承小盖及轴承盒磨损严重。 由于电机有振动现象，轴承小盖及轴承盒磨损也非常严重，当时检修人员认为是转子轴承机械配合不好。检修中更换了转子驱动端NU228E、6228E 2套轴承，非驱动端NU228轴承；更换了与轴承配套的耐高温润滑脂，重新制作了轴承盒并加装新内套。检查电机通风道未发现问题。检修完毕，电机通电运行30 min后，发现驱动端轴承温度已达86 ℃，决定立即停运。解体后发现轴承内套轨道有大量麻点，已不能使用。 2电机轴承烧损原因分析 从2次损坏的轴承内套看，其轨道上都存在大量麻点。仔细观察，发现这些麻点都是由放电产生。引起放电的原因是电机转子存在较大轴电压，在此电压下电机产生严重的轴电流，电流通过转子和轴承时发生放电现象，使轴承内套产生麻点。麻点又使轴承与转子间的摩擦阻力加大，轴承温度迅速上升。在电机首次投运后，曾出现轴承温度异常现象，此温度异常与轴电流引起的麻点有关，温度升高造成了轴承盒与轴承外套配合出现问题，引起轴承与轴承外套相对运动并磨损轴承盒外盖和内套；同时也使得轴承温度继续升高，黄油受热熔化溢出。由于磨损严重，电机驱动端轴承出现位移，造成转子驱动端与非驱动端不同心，轴承径向受力不均，致使轴承滚柱与内套磨出划痕。在第一次检修时，由于轴承小盖及轴承盒磨损非常严重，电机振动明显，机械划伤的痕迹掩盖了大部分放电麻点，再加上轴电流在电机轴承上引起的烧损事故较少，从而使检修人员忽略了轴电流的存在。 由于滚动轴承维护方便、运行可靠，因此在中小型电机中得到广泛应用。但随着滚动轴承制造技术的发展，现代中型、大型电机在制造时也多采用滚动轴承。实际上，采用此种轴承的大、中型电机，只要有轴电流存在，滚动轴承的使用寿命就极其短暂。有的运行1～2月，有的运行几d甚至几h便出现轴承温度高、振动或噪音。因此，必须高度重视此类新投入运行的大、中型电机的轴电流。