电动机轴电流的危害与防治
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大中型电动机轴电流的分析与防范大中型电动机中,轴电流的存在对于电动机的轴承使用周期具有非常大地破坏性,根据最近几年的现场检修实践,还有设备实际的运行情况,对于大型电动机轴电流产生的原因,还有危害分别进行分析,探讨防范措施,提出加强转轴与轴承座间绝缘,以及保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度,还有在大型电机轴端安装接地碳刷,解决了电动机由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失。
标签:大中型电动机;轴电流;防范措施前言:电动机轴承的使用周期,会受到轴电流的存在的严重影响,并且具有非常大的破坏性。
根据对于现场实际运行情况的分析,可以找到轴电流产生的各种原因,探讨大中型电动机轴电流的防范措施,可以降低轴电压,切断轴电流回路,增加回路阻抗,在根本上解决轴电流危害导致出来的问题。
1.电动机轴电流的产生轴电压通过电动机轴、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路,就能够产生轴电流。
在正弦交变的电压下,通常情况下,交流异步电动机就可以运行,正弦交变的磁场中,转子能够旋转。
有的时候,可能会产生同轴相交链的一种交变磁通,在电动机进行运行时,还会伴随着电动机的磁极转换,转轴被交变磁通所切割,与电磁发生感应,产生出一种交变电势,最后在电动机的轴承及转轴之间,或者两轴承之间,可以产生轴电压。
延轴向产生的轴电压,可以与电动机轴承、转轴、定子基座,或者辅助装置与大地一起,在电动机运行过程中,构成一种闭合回路,就会产生轴电流,详见图1。
2.轴电压和轴电流产生的原因电动机轴承与转轴之间产生的电压,或者电动机两轴承所产生的电压,就是轴电压,轴电压的产生原因主要有五种,分别是:2.1逆变电源供电运行产生轴电压因为电源电压中,有比较高次的谐波分量,其在电压脉冲分量的影响下,当电动机在逆变电源的作用下,在供电运行的过程中,会产生电磁感应,存在于定子绕组线圈的前面,以及转轴之间,还有接线部分,使得转轴的电位,在这个过程中产生了变化,进而产生轴电压。
大型交流异步电动机轴电流的危害与防治范文引言大型交流异步电动机在工业生产和日常生活中广泛应用,其性能稳定、效率高,但长期运行过程中也存在一些问题,其中之一就是轴电流过大问题。
轴电流是指在电动机的轴承上出现的电流,当轴电流过大时,会对电动机及其配套设备造成严重的危害,因此,探讨大型交流异步电动机轴电流的危害与防治措施,具有重要的实际意义。
一、轴电流的危害1.轴承损坏轴电流过大是导致电动机轴承损坏的主要原因之一。
当电动机运行时,电磁场会产生磁通,而磁通与电动机的金属结构形成了一个闭合回路,从而导致了涡流的产生。
涡流的存在会引起电流在金属结构上流动,形成轴电流。
当轴电流过大时,会引起轴承的局部加热和轴承表面电弧放电,从而使得轴承表面出现严重的磨损和腐蚀,最终导致轴承的损坏。
2.电动机绝缘损坏轴电流过大还会导致电动机的绝缘损坏。
电动机的绝缘系统是电动机的重要组成部分,它起到了隔离电机内部的导线和外部金属构件的作用。
然而,轴电流过大会通过轴承和机壳等金属结构流回电机绝缘系统,从而形成了涡流,导致绝缘系统的局部加热和老化。
当绝缘系统受损时,电流会通过绝缘层流入金属结构,导致电机内部各部件的短路,严重时会导致电机的烧坏。
3.电机效率下降轴电流过大还会导致电动机的效率下降。
轴电流会引起电动机内部电阻的增加,从而导致电机的损耗增加,效率下降。
一旦电机的效率下降,不仅会造成能源的浪费,还会引起电机发热过多,甚至发生严重的故障和事故。
二、轴电流的防治1.改善电机绝缘材料为了减少轴电流的产生并保护电机绝缘系统,需要选择合适的绝缘材料。
目前,新型的绝缘材料如磁性材料可以有效降低轴电流的产生,因为它能够吸收电磁场产生的涡流,减少电流在金属结构上的流动。
通过改善绝缘材料的选用,可以降低轴电流的大小,从而减少电机绝缘损坏的风险。
2.安装轴电流抑制装置为了抑制轴电流的产生,可以在电机中安装轴电流抑制装置。
轴电流抑制装置可以通过电阻、电感等器件实现对电流的控制,从而减小轴电流的大小。
电动机轴电流的防范措施集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-电动机轴电流的防范措施一、轴电压、轴电流的产生在电动机运行过程中,如果在电机两轴承端或转轴与轴承间存在轴电流时,将会大大缩短电机轴承的使用寿命,严重时只能运行几小时。
1.磁不平衡产生轴电压交流异步电动机在正弦交变的电压下运行时,其转子处在正弦交变的磁场中。
由于电动机定转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,在磁路中造成不平衡的磁阻。
当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时,便产生与轴相交链的交变磁通,从而产生交变电势。
当电动机转动即磁极旋转,通过各磁极的磁通发生了变化,在轴的两端感应出轴电压,产生了与轴相交链的磁通。
随着磁极的旋转,与轴相交链的磁通交替变化,这种电压是延轴向而产生的,如果与轴两侧的轴承形成闭合回路,就产生了轴电流。
一般情况下这种轴电压大约为1-2V。
2.逆变供电产生轴电压电动机采用逆变供电运行时,供电电压含有高次谐波分量,使定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应从而产生轴电压。
异步电动机的定子绕组是嵌人定子铁芯槽内的,定子绕组的匝间以及定子绕组和电动机机座之间均存在分布电容,当通用变频器在高载频下运行时,逆变器的共模电压产生急剧变化,会通过电动机绕组的分布电容由电动机的外壳到接地端之间形成漏电流。
该漏电流有可能形成放射性和传导性两类电磁干扰。
而由于电动机磁路的不平衡,静电感应和共模电压又是产生轴电压和轴电流的起因。
当定子绕组输人端突加陡峭变化的电压时,由于分布电容的影响,绕组各点电压分布不均,使输入端绕组接近端口部分电压高度集中而引起绝缘破坏或老化。
这种现象一般破坏的部分是定子绕组,电压常集中于侵入的端点部位。
此外,由于绕组的电抗较大,输人电压的高频分量将集中于输人端点附近的分布电容上,通过配电线、绕组、机壳间的分布电容到接地线流通电流,形成一个LC串联谐振电路,当其中产生高频谐振电流时,就会产生各式各样的故障。
电机的轴电流的解决方法介绍电机的轴电流是指电机在运行过程中,电流通过电机的轴向流过的现象。
轴电流的存在可能会导致电机温升加剧、轴承磨损加快、电机寿命缩短等问题。
因此,解决轴电流问题对于保护电机和提高其可靠性至关重要。
轴电流的成因轴电流的产生通常有以下几个原因: 1. 磁通泄漏:磁通泄漏会导致部分磁通通过轴向流到电机的轴上,导致轴电流的产生。
2. 涡流损耗:当电机磁场变化时,轴材质中存在的导电性杂质会产生涡流,形成额外的电流流过轴。
3. 斜坡牧流现象:电机转子做高速旋转时,由于受到电动势的作用,会导致轴电流的产生。
影响轴电流的因素影响轴电流大小的因素有很多,包括: 1. 电机设计参数:电机的设计参数,如磁场分布、定子槽形状等,会直接影响轴电流的大小。
2. 轴材质:轴的导电性以及杂质含量都会对轴电流产生影响。
3. 工作条件:电机的负载、工作环境温度等工作条件也会对轴电流产生一定的影响。
解决方法为了解决电机的轴电流问题,可以从以下几个方面入手:1. 优化电机设计通过优化电机的设计,可以减少磁通泄漏和涡流损耗,从而降低轴电流的大小。
具体的优化方法包括: - 优化定子绕组的布局和形状,减少磁通泄漏; - 采用合适的轴材质和制造工艺,减少涡流损耗; - 通过计算机仿真和实验测试,不断优化电机的设计参数。
2. 使用电机防护装置为了保护电机免受轴电流的侵害,可以安装一些专门的电机防护装置,如轴电流保护器。
轴电流保护器能够感知轴电流的存在,并及时采取措施,如降低负载、切断电源等,以保护电机的安全运行。
3. 控制电机工作条件合理控制电机的工作条件,对于降低轴电流也有一定的作用。
具体的控制方法包括:- 控制电机的负载,避免过载运行; - 保持电机周围的工作环境温度适宜,避免过热导致轴电流增大。
4. 轴电流监测定期对电机的轴电流进行监测,可以及时发现轴电流异常,采取相应的措施。
轴电流监测可以通过专用的电流传感器实现,将监测到的电流信号传输到监测系统中进行分析和处理。
电机的轴电流的解决方法电机的轴电流是指在电机运行中,电流通过电机轴向流动的现象。
当电机的轴电流过大时,会对电机及其周边设备造成损害,甚至导致设备故障。
因此,在实际应用中,需要采取一些措施来解决电机的轴电流问题。
本文将从以下几个方面介绍解决方法。
一、了解电机的轴电流在介绍解决方法之前,首先需要了解什么是电机的轴电流。
当直流或交流信号通过线圈时,会在线圈周围产生磁场。
如果线圈与磁场之间存在相对运动,则会在线圈内产生感应电动势,并引起感应电流。
而当感应电动势与直接通入线圈的信号相反时,就会出现反向感应效应,使得线圈内部产生一个反向的磁场。
这种反向磁场与原始磁场叠加后形成一个旋转磁场,在旋转磁场作用下,导体内部就会产生一个涡流。
这些涡流通过导体周围形成一个环路,并沿着导体表面形成一个环形涡流区域。
这个区域就是所谓的轴电流区域。
二、减小电机的轴电流在设计电机时,可以采用低磁导率的材料来减小电机的轴电流。
这种材料可以降低涡流损耗,从而减少轴向电流。
2. 减小空气隙通过减小电机内部的空气隙,可以降低磁场强度,从而减少涡流损耗和轴向电流。
但是,过小的空气隙会增加摩擦力和机械噪声。
3. 采用软磁材料在设计电机时,可以采用软磁性材料来减少涡流损耗和轴向电流。
这种材料具有较高的磁导率和较低的涡流损耗。
4. 使用非同步转子非同步转子是一种具有较低涡流损耗和较小轴向电流的转子类型。
这种转子结构与普通同步转子不同,它们之间没有直接联系,并且由于缺乏永磁体或励磁线圈等组件,因此不会产生过多的涡流和轴向电流。
三、降低电机的轴电流在电机运行时,可以通过加入高频信号来降低轴向电流。
这种方法可以使得磁场更加均匀,从而减少涡流损耗和轴向电流。
2. 增加绕组数目增加电机的绕组数目可以使得磁场更加均匀,从而减少涡流损耗和轴向电流。
但是,增加绕组数目会增加制造成本和复杂度。
3. 采用反向磁场在设计电机时,可以采用反向磁场来降低轴向电流。
这种方法可以使得磁场更加均匀,并且会产生一个与原始磁场相反的磁场,从而减少涡流损耗和轴向电流。
大型交流异步电动机轴电流的危害与防治大型交流异步电动机是现代工业生产中广泛应用的重要设备之一,它的主要特点是结构简单、制造工艺成熟、运维成本低,因此被广泛应用于工厂、矿山和建筑等领域。
然而,随着电机的长时间运行,存在着一些潜在的问题,其中之一就是轴电流的危害。
本文将从大型交流异步电动机轴电流的产生机理、危害以及防治措施三个方面进行论述。
首先,我们来讨论大型交流异步电动机轴电流产生的机理。
大型交流异步电动机的转子电阻并非为零,因此在电机正常运行时,转子电路中将会存在一定的电流。
由于转子电阻的存在,转子电流会通过电机的轴承,形成一条回路,从而导致轴承及周围的部件产生电流。
这种电流通常被称为轴电流。
接下来我们来探讨大型交流异步电动机轴电流的危害。
首先,轴电流会导致轴承的过早失效。
当轴电流通过电机的轴承时,将会在轴承内部产生电流流动所引起的电化学反应。
这些反应将产生化学氧化物,导致轴承的表面产生细小的东西结构和凹坑。
随着时间的推移,这些结构和凹坑会逐渐扩大,最终导致轴承失效。
其次,轴电流还会引起电刷和电机定子绕组的磨损。
当轴电流通过电刷和电机定子绕组时,会在其表面产生电弧,进而引起局部的高温和磨损。
这种磨损不仅会影响电刷和定子绕组的寿命,还可能导致电刷和定子绕组的故障。
此外,轴电流还会引起电机中的电磁干扰,对其他电气设备产生干扰。
为了防止大型交流异步电动机轴电流的危害,我们可以采取以下一些措施:首先,可以采用适当的隔离材料。
在电机的轴承和周围部位采用适当的隔离材料,可以阻断轴电流的回流路径,从而减小轴电流的流动。
其次,可以采用电机轴电流监测系统。
通过安装电机轴电流监测系统,可以及时监测电机轴电流的大小和变化趋势。
一旦轴电流超过阈值,可以及时采取措施减少轴电流的流动。
此外,还可以对电机进行地电位连接。
通过将电机的框架和地线连接在一起,可以将轴电流引导到地线上,有效地减小了对轴承和其他部件的损害。
综上所述,大型交流异步电动机轴电流虽然在电机运行过程中存在一定的危害,但通过采用适当的防治措施,可以有效地减小轴电流对电机的损害。
大型交流异步电动机轴电流的危害与防治大型交流异步电动机的轴电流问题在工业生产中非常常见,它可能对电机和整个电气系统造成严重的危害。
因此,及时采取措施来防治轴电流问题是非常重要的。
本文将详细介绍大型交流异步电动机轴电流的危害,并提出有效的防治措施。
一、大型交流异步电动机轴电流的危害1. 对电动机本身的危害:轴电流会引起电动机的温升,降低电动机的工作效率和寿命。
电动机在长时间高温下工作,容易引发绝缘老化、线圈短路等问题,从而导致电机故障和停机。
2. 对输出轴和轴承的危害:轴电流会在电动机输出轴和轴承上引起电弧放电,造成电流流过轴承和轴承外壳,导致轴承过热、损坏和严重磨损。
这会导致电动机振动增加、噪音加大,严重时还会导致电机轴断裂,造成设备停机和事故。
3. 对电气设备和电力系统的危害:轴电流会在电动机接地线和电源地线之间形成闭环回路,对电气设备和电力系统产生干扰。
这会导致其他电气设备的故障,如感应电动机、发电机等,甚至损坏电力系统的整个设备。
二、大型交流异步电动机轴电流的防治措施为了有效防治大型交流异步电动机的轴电流问题,可以采取以下措施:1. 接地措施:在电动机的端盖上安装接地刷,将电动机的输出轴接地。
这样可以将轴电流通过接地线环路释放到地面中,从而防止电流通过轴承和轴引发故障。
2. 轴电流过滤器:安装轴电流过滤器是防治轴电流问题的一种重要措施。
轴电流过滤器可以有效地过滤掉电动机中的高频轴电流,降低轴电流的幅值和频率。
这样可以减小电流经过轴承和轴的机会,从而保护轴承和轴的安全。
3. 脉冲宽度调制技术:使用脉冲宽度调制(PWM)技术来控制电动机的电压和频率,可以减小电动机的轴电流。
通过合理调整PWM技术的控制参数,可以实现电动机的平滑启动和运行,避免轴电流的产生和发展。
4. 轴电流监测和保护系统:安装轴电流监测和保护系统可以实时监测电动机的轴电流,并在超过设定值时触发保护措施,如报警、停机等。
这可以及时发现轴电流问题并采取措施来防治,保护电动机和设备的安全运行。
大型交流异步电动机轴电流的危害与防治随着工业自动化的不断发展,大型交流异步电动机在生产过程中扮演着越来越重要的角色。
但是,在电机运行过程中,会出现一种被称为“轴电流”的现象,给电动机带来了严重的危害。
本文将介绍大型交流异步电动机轴电流的危害及其防治方法。
1. 什么是轴电流?在大型交流异步电动机的运行过程中,由于磁场的变化和电机中电容的存在,就会产生一种电磁感应力。
这种电磁感应力会引起电动机的导轴上出现电压,产生一个旋转电场。
如果此时旋转电场的频率与电容处的谐振频率相同,就会在电动机轴上产生轴电流。
2. 轴电流的危害轴电流的产生会给大型交流异步电动机带来许多危害,主要表现在以下几个方面:2.1. 轴承损坏轴电流产生后,极易导致电机轴承损坏。
由于轴电流的特殊性质,会在轴承中产生高频振动和电化学腐蚀等现象,从而缩短轴承的寿命。
2.2. 绝缘损坏轴电流的存在会导致电机的绝缘材料容易老化和损坏,从而使电机的可靠性下降。
2.3. 电机噪音轴电流会引起电机内部的振动和共振,导致电机噪音较大,影响电机的工作环境。
2.4. 功率下降轴电流的存在也会影响电机输出功率的稳定性,从而导致电机输出功率下降。
3. 轴电流的防治为了有效地防止轴电流的产生,需要采取以下一些措施:3.1. 设计优化在电机的设计中,应考虑减少轴电流的产生,例如通过改善电机结构、改善电机绝缘等方面进行优化。
3.2. 安装滤波器在电机的电路中增加滤波器,可以有效地减少轴电流的产生,从而延长电机寿命。
3.3. 地轴法地轴法是一种常用的防治轴电流的方法。
通过在电机轴上连接一个低阻抗的导体,将轴电流导入地,从而达到防治轴电流的效果。
4. 总结大型交流异步电动机轴电流的危害不容忽视,是否能有效防治轴电流是电机可靠性的重要判断标准之一。
在实际的生产中,需要对轴电流的产生及其危害进行充分了解,并采取有效的防治措施,以提高电机的可靠性和运行效率。
大型交流异步电动机轴电流的危害与防治大型交流异步电动机轴电流的危害与防治随着工业化进程的不断发展,大型交流异步电动机在生产过程中发挥着越来越重要的作用。
然而,由于运行环境和工艺条件的不同,这些设备往往会受到轴电流的干扰,给设备和生产安全带来很大的威胁。
因此,减少轴电流的危害成为我们工程技术人员必须认真解决的问题。
一、大型交流异步电动机轴电流的危害1. 加速度降低:轴电流反向旋转,产生的磁场会对定子产生小于同步速度的带电力,从而降低了电动机的加速度。
2. 定子铜损耗:由于轴电流是由电机端子直接流向接地支路,经过定子的路径会产生铜损耗。
3. 非正常噪音和振动:由于轴电流引起的定子铜损耗和轴承位置随机振动引起了非正常噪音和振动。
4. 波纹电流:由于轴电流产生的磁场作用,电机转子上的铁芯会产生压差,由此创造出波纹电流,使定子铜线中的电流呈现出低频有杂波的特点,造成电机的噪声增加,影响到其使用寿命。
二、大型交流异步电动机轴电流的防治方法1. 提高电机绝缘等级:选择更高的电机绝缘等级,能够更好的解决磁通漏磁现象的出现,而且不是很依赖于驱动器性质和电机使用环境。
2. 三角—星降压:将电机的供电方式从三相三线变为三相四线,然后通过星形连接,能使定子绕组的中心电势点上升,从而减小电流的大小。
3. 电路滤波:在电机端子处插入L-C或 L-C-R滤波器,滤除高频噪音,从而达到抑制波纹电流的目的。
4. 寻找感应出的路径:将所有带电部件的感应路径通过轴承和地支路意外捆绑,从而避免感应出轴电流。
在此过程中,需要注意地支路的链接方式为单点接地,并与轴承共振频率不相同,方可保证防护的效果。
大型交流异步电动机轴电流的危害不容小觑,只有采取合适的防治措施才能保障设备安全、生产稳定。
失当的防治则不仅难以起到好的效果,还可能加剧过程中的安全风险,甚至带来更大的经济损失。
因此,我们应密切监控设备运行情况,并根据实际情况采取相应的措施。
电动机轴电流产生的原因、危害及预防一、轴电流产生的原因轴电压是指电动机运行时,在轴的两端或转轴与轴承间所产生的电压。
在正常情况下轴电压较低,转轴与轴承间的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。
但如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时,就会击穿油膜放电,一旦在转轴、轴承、机座、壳体间形成通路,就会产生轴电流。
1、磁阻不平衡交流异步电动机运行时,其转子处在正弦交变的磁场中。
由于电动机定、转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,在磁路中造成磁阻的不平衡。
当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时,便产生与轴相交链的交变磁通,从而产生交变电势。
当电动机转动即磁极旋转,通过各磁极的磁通发生了变化,在轴的两端感应出轴电压,如果与轴两侧的轴承形成闭合回路,就产生了轴电流。
一般情况下这种轴电压大约为1~2V。
2、转子偏心转子支撑偏心也会产生脉动磁通,同样会在转轴中产生感应电压。
3、逆变供电电动机采用变频器逆变供电运行时,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。
4、静电感应在电动机运行现场,由于高压设备强电场的作用,在转轴的两端感应出轴电压。
5、静电荷电动机在运行过程中,负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷,电荷逐渐积累便产生轴电压。
6、外部原因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,带电线头搭接在转轴上,便会产生轴电压。
二、轴电流的危害1、烧熔轴承低熔点合金轴电流不但会破坏油膜的稳定性,使润滑油质逐渐劣化,同时由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过,金属接触点很小,电流密度很大,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或轴承内表面被压出条状电弧伤痕。
2、轴承抱死或散架滚动体表面和轴承圈滚道表面因轴电流的烧蚀,轻者发热、温度异常,重者相互抱死或散架,触发过流保护停机甚至烧毁电机。
轴电流
一、轴电流
根据同步发电机结构及工作原理,由于定子铁芯组合缝、定子硅钢片接缝,定子与转子空气间隙不均匀,轴中心与磁场中心不一致等,机组的主轴不可避免地要在一个不完全对称的磁场中旋转。
这样,在轴两端就会产生一个交流电压。
正常情况下要求机组转动部分对地绝缘电阻大于0.5MΩ。
如果在大轴两端同时接地就可能产生轴电流。
二、轴电流危害
轴电流的危害主要是将在轴颈和轴瓦之间产生小电弧侵蚀,破坏油膜,使轴承温度升高,润滑油碳化变质等;如果轴电流超过一定数值,发电机转轴轴颈的滑动表面和轴瓦就可能被损坏,轴承不能使用或寿命将会大大缩短。
为了防止轴电压、轴电流的危害,发电机的大轴上都要安装励磁碳刷,通过接地信号装置接地,如果产生轴电压、转子绝缘不好漏电等使大轴带电,碳刷会及时把电流引向大地,接地信号装置发出预告信号,提醒运行人员注意或处理。
三、大轴接地碳刷
发电机大轴一端接地,一端与轴承底座绝缘,大轴上不允许出现任何形式的第二点接地。
由于发电机定子磁场不可能绝对均匀等原因,在发电机转子上便会产生几伏或更高的电势差。
由于发电机转子和轴承、大地所构成的回路阻抗很小,就可能形成很大的轴电流。
为阻止该电流的形成,制造厂在发电机励磁机侧所有轴承下垫装了绝缘片,把轴电流通路隔断。
同时,为了保证大轴与地同电位,应该在发电机汽轮机侧装设大轴接地碳刷。
发电机转子绕组出现一点接地,一般认为并不影响发电机的正常运行。
如果在绕组内部或励磁回路发生另一点接地,构成两点接地时,转子绕组、转子铁心或护环可能被短路的直流电流烧损,同时因部分短路匝而形成的磁路不对称,会造成机组振动增大,甚至会造成转子本体磁化。
电机轴电流腐蚀问题在电机的运行过程中,轴电流的产生是一个普遍存在的问题。
由于电机轴电流的存在,可能导致轴颈部位产生腐蚀,进而影响电机的正常运行。
本文将围绕电机轴电流腐蚀问题展开讨论,从轴电流的产生、腐蚀机理、影响因素、对设备的影响、检测与评估以及预防措施等方面进行详细阐述。
1.轴电流产生电机轴电流的产生主要由磁场非均匀分布引起。
在电机运行过程中,定子磁场与转子磁场相互作用,产生旋转力矩,使电机转动。
然而,由于制造误差、材料不均等因素,定子磁场和转子磁场不可能完全对称,从而产生轴向电流。
此外,电机在缺相或三相不平衡等异常情况下运行时,也会导致轴电流的产生。
2.腐蚀机理电机轴电流腐蚀的机理主要是氧化还原反应。
在轴电流的作用下,轴颈部位会产生热量,使该部位的金属表面温度升高。
同时,由于不同金属材料的电势差,形成一个微弱的电解池,在阳极金属会失去电子被氧化,而在阴极金属则得到电子被还原。
随着反应的进行,阳极金属逐渐溶解,最终导致轴颈部位的腐蚀。
3.影响因素电机轴电流腐蚀的影响因素主要包括温度、湿度、盐分等环境因素。
在高温环境下,金属的腐蚀速率会加快;湿度高的环境会使金属表面形成水膜,有利于氧的吸附和扩散,从而加速氧化还原反应;盐分则可以充当电解质,促进金属表面的离子化过程,加剧腐蚀。
4.对设备的影响电机轴电流腐蚀对设备的影响主要体现在以下几个方面:缩短设备寿命:轴电流腐蚀会导致轴颈部位金属逐渐溶解,影响电机的正常运行。
严重时可能导致轴颈部位磨损、变形甚至断裂,大大缩短了电机的使用寿命。
影响生产效率:当电机出现轴电流腐蚀问题时,可能会导致设备停机检修,严重影响企业的生产效率。
增加维护成本:为了减轻轴电流腐蚀对设备的影响,企业需要定期对电机进行检查和维护,这无疑增加了企业的维护成本。
5.检测与评估为了及时发现并解决电机轴电流腐蚀问题,企业应当采取以下措施进行检测和评估:使用专业仪器:采用专门的电机轴电流测量仪器,如电流表、电压表等,检测轴电流的大小和方向,判断是否存在轴电流问题。
2024年大型交流异步电动机轴电流的危害与防治摘要:随着工业发展的不断推进,大型交流异步电动机在生产过程中得到了广泛的应用。
然而,由于电动机的运行特性以及外界因素的干扰,轴电流成为了引起电动机故障的一大问题。
本文将从轴电流的危害以及防治措施两个方面进行深入探讨,并提出解决问题的建议。
1. 引言大型交流异步电动机作为重要的动力发动机,广泛应用于制造、矿山、交通、能源等领域。
然而,在电动机运行过程中,由于设计不合理、负载突变、供电电网故障等原因,轴电流问题引起了人们的广泛关注。
2. 轴电流的危害轴电流的存在会对电动机本身以及相关设备产生各种危害,主要包括以下几个方面:2.1 轴电流对电动机的影响轴电流会在电动机定子和转子之间形成电流回路,导致转子上出现额外的磁场,加剧功率损耗,降低电机的效率。
同时,高轴电流还会引起电机发热过快,导致绝缘材料老化,甚至引发电机烧毁。
2.2 轴电流对电网的影响轴电流的存在会导致电机在运行过程中对电网产生非线性负载。
这会引起电网电压、电流的波动,并可能导致电网的电压不稳定,影响到其他设备的正常运行。
2.3 轴电流对其他设备的影响轴电流会通过电动机的轴承传递到带动设备上,导致轴承过热、磨损加剧,缩短轴承的使用寿命。
同样,高轴电流也会对传动装置产生冲击载荷,对设备的稳定性和可靠性造成影响。
3. 轴电流的防治措施为了解决轴电流问题,可以采取以下几种防治措施:3.1 电机设计与运行优化在电机设计过程中,要充分考虑各种因素对轴电流的影响,合理设计电机的结构,选择合适的材料和额定参数。
在电机的运行过程中,可降低电机负载变动频率,避免负载突变引起的轴电流问题。
3.2 使用合适的变频器变频器是调节电动机转速的重要设备,选择合适的变频器可以减小轴电流的幅值和频谱分布。
合理设置变频器的参数,控制电机的运行条件,可以有效降低轴电流的危害。
3.3 定期检测和维护定期对电动机进行检测,监测轴电流的变化情况,及时发现问题并进行处理。
大型交流异步电动机轴电流的危害与防治大型交流异步电动机轴电流是指电动机转子轴上传导的电流。
这种电流的存在对电机和整个电力系统都会带来严重的危害,因此需要采取相应的防治措施。
本文将详细介绍大型交流异步电动机轴电流的危害以及防治方法。
一、大型交流异步电动机轴电流的危害1. 引起电机轴承损坏:轴电流会通过电机轴承流入地,导致轴承出现电蚀和磨损,最终导致轴承失效。
轴承的失效会导致电动机运行不稳定、噪音增加,并且增加维护和更换轴承的费用。
2. 导致电机绕组局部放电:轴电流会通过电机定子绕组引起局部放电,这会导致绕组绝缘老化和损坏,进而导致绝缘击穿,最终引发电机故障或短路。
3. 降低电机效率:电机轴电流会增加电机损耗,降低电机的效率。
这不仅会增加电机运行的能耗,还会导致电机发热、温升过高,进而影响电机的正常运行。
4. 造成设备干扰:轴电流会通过电动机与地之间的绝缘进行放电,导致设备上出现高频电压和电流波动,产生电磁干扰,影响设备的正常工作,甚至导致设备故障。
5. 对周围设备和系统造成危害:轴电流通过接地系统流向地,可能会影响其他设备的运行,引发设备之间的相互干扰,甚至影响整个电力系统的稳定运行。
二、大型交流异步电动机轴电流的防治方法1. 绕组绝缘加固:可以通过在电机绕组绝缘涂覆绝缘漆,增加绝缘厚度,提高绕组绝缘的耐电压能力,减少轴电流通过绕组的可能性。
2. 接地系统改造:对电机的接地系统进行改造,增加接地回路的密闭性和完整性,减少电流通过接地回路导入地的可能性,降低轴电流的产生。
3. 使用滤波器:在电机接地处安装电流滤波器,可以有效抑制轴电流的高频成分,减少对电机绕组的影响,降低轴电流的危害。
4. 采用可调电阻方式:在电机轴上安装可调电阻,通过调节电阻的阻值,将轴电流引出。
这种方法可以减少电流通过电机轴承和绕组的路径,降低轴电流的危害。
5. 降低电源谐波:电源谐波也是导致轴电流生成的原因之一。
因此,可以通过采取电力电子技术控制,例如使用有源滤波器或谐波损耗装置,减少电源谐波对电机的影响,降低轴电流的产生。
电机轴电流产生的原因及预防
轴电压的形成
轴电压的形成是指电机轴两端之间或者转轴与轴承座之间所产生的电压。
产生轴电压的主要原因是由于环绕电机轴的磁路不平衡所引起,这个不平衡的磁通切割转轴,就在轴的两端感应出轴电压。
造成磁路不平衡的因素很多,如转子运转不同心。
定子铁心扇型冲片叠装接缝不对称。
硅钢片磁导取向不同造成磁导率不同、铁心槽和通风孔的存在致使磁路不平衡以及轴承中具有绝缘性能的油膜引起的静电、充电等
轴电流的形成与危害
轴电流形成的条件:一是有轴电压,二是构成回路。
设计和运行条件正常的电机,转轴两端电压仅有很小的差值,且由于油膜或轴承绝缘的处理,不足以产生危害。
若是某一环节出现了问题,轴电压超过了限值,就可能击穿原来的绝缘,在转轴、轴承内圈、轴承外圈、轴承室构成回路,于是转轴轴承位和轴承内圈的表面会因电弧放电产生小而深的圆形蚀点或条状电弧伤痕,严重时足以把轴颈和轴瓦烧坏。
轴电流防治措施
针对轴电流产生的原理,一般有如下措施加以解决:
1、导流:在轴伸端安装接地碳刷,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,随时将电机轴上的静电荷引向大地,以此消除轴电流。
此种措施一般在发电机上运用较多,在大型交流电动机上也偶有运用。
2、阻断:轴电流形成的重要条件之一就是构成回路,在非轴伸端的轴承座和轴承之间加
装绝缘垫或采用绝缘轴承,切断轴电流的回路,是电机生产商最佳的解决方案。
变频电机轴电流分析及对策变频电机轴电流分析及对策随着交流调速技术发展日新月异,交流变频电机的应用越来越广泛。
但与此同时变频电机轴电流导致轴承异常损坏的问题也日益突现。
宝钢分公司在实际生产过程中也发生了大量变频电机轴承异常损坏的问题。
这些情况的发生,直接导致设备故障,造成巨大损失。
1 变频电机轴电流产生原因及危害电动机运行时,转轴两端之间或轴与轴承之间产生的电位差叫做轴电压,若轴两端通过电机机座等构成回路,则轴电压形成了轴电流。
轴电压是伴随着旋转电机的产生就存在的。
一般工频电机轴电压产生的原因主要是磁路不平衡、单极效应、静电感应、电容电流等原因造成,但这些原因归根到底还是磁通脉动造成的。
且在正弦波(工频)供电的情况下,如果设计和运行条件正常的电机,转轴两端电位差很小,其危害尚不严重。
目前,广泛应用的变频电机大都采用PwM变频电源供电,这时电机的轴电压主要是由于电源三相输出电压的矢量和不为零的零序分量产生。
变频器PwM脉宽调制导致调速驱动系统中高频谐波成份增多,这些谐波分量在转轴、定子绕组和电缆等部分产生电磁感应,电机内分布电容的电压祸合作用构成系统共模回路,这种共模电压以高频振荡并与转子容性藕合,产生转轴对地的脉冲电压,该电压将在系统中产生零序电流,电机轴承则是这零序回路的一部分。
轴电流是轴电压通过电机轴、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路产生的。
在正常情况下,电动机的轴电压较低,轴承内的润滑汕膜能起到绝缘作用,不会产生轴电流。
但当轴电压较高,或电机起动瞬间油膜未稳定形成时,轴电压将使润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流。
轴电流局部放电能量释放产生的高温,可以融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域,并形成凹槽,从而产生噪声、振动,若不能及时发现处理将导致轴承失效,对生产带来极大影响。
变频调速系统中高频轴电流对轴承的电蚀最显著的特征是在电机轴承内外圈、滚珠上产生“搓衣板”式密密的凹槽条纹。
2 变频电机轴电压的限值如前所述,几乎所有的电机运转时或多或少都会产生轴电压,电动机所容许的轴电压或轴电流的大小与轴承状况、油膜厚度、电机运行状态、安装质量、现场运行环境和轴电流流经路径的阻抗等许多因素有关。
EA
经验荟萃
由于轴承中的绝缘润滑油膜被破坏,在
这种电流称为轴电流。
轴电流以往多出现在大电动机中,但随着逆变器供电的发
展,中型电动机中也出现一定的轴电流,而轴电流对电动机
轴承及相关部件的危害极大,越来越引起国内外专家与相关
工程技术人员的重视。
轴电流的危害
在正常情况下,电动机的轴电压较低,轴承内的润滑油
膜能起到绝缘作用,不会产生轴电流。
但当轴电压较高或油
膜未稳定形成时,就会使润滑油膜击穿,形成轴电流。
轴电流的危害表现在以下几个方面:
(1)轴电流使轴承内的润滑油电离,破坏油膜的形成条件
及稳定性,加快润滑油的劣化,降低润滑性能和介电强度。
(2)过大的轴电流在滚动轴承的滚珠与滚道、滑动轴承的
轴颈与轴瓦的表面产生电弧放电麻点、小凹坑或横沟,使轴
承灼伤,破坏轴承的光洁度。
(3)轴电流还可在轴承外表面产生电腐蚀。
(4)由于上述情况,轴电流会使轴承温升加剧,甚至使之
烧毁。
这给现场的安全生产带来极大的影响,同时轴承的损
坏及更换带来的直接与间接的经济损失也不少。
对轴电流的危害程度从几个方面进行分析对比:
(1)对滚动轴承与滑动轴承的影响。
由于滚动轴承中的滚
珠与滚道的接触点小,轴电流在这些点的电流密度就很大,
因而对滚动轴承的影响明显大于滑动轴承,具体情况如表1
与表2所示。
(2)对大电动机与中小型电动机的影响。
由于大电动机的
容量大,相应地出现的轴电流也就大,因而对电动机轴承的
影响也就大些,而对于中型电动机轴承的影响就小些。
对于
小容量电动机,轴电流很小或没有轴电流,就不产生什么影
响。
所以考虑轴电流的影响,主要是指大电动机。
(3)起制动时与正常运行时的情况比较。
电动机起制动
时,轴承内的润滑油膜还未稳定的形成,轴电压易将油膜击
穿放电,形成轴电流。
正常运行时,润滑油膜已稳定形成,
轴电压击穿油膜的可能性小。
所以电动机起制动(包括重载低
速运行)时,轴电流对轴承损伤的可能性要大些。
(4)传动性能要求较高的系统与一般拖动情况比较。
目前
变频调速系统由于其传动性能好得到了广泛应用,但使用变
频器后,由于电动机过渡过程中的参数不稳定,往往产生较
大的零序电压高频分量;同时较高的载波频率又降低了系统
的零序回路阻抗,这样就使得电动机的轴电压和轴电流较电
网供电的一般拖动系统增大了许多,因而对轴承的损伤也要
大许多。
轴电流的产生
产生轴电流必须具备2个条件:一是有轴电压存在;二
是轴承的绝缘(润滑油膜)被损坏,给轴电流提供了通路。
轴电压是电动机两轴承之间或电动机转轴与轴承之间所
产生的电压。
它的产生一般有下面一些原因:
(1)电动机磁路不对称。
由于电动机铁心是硅钢片冲片后
叠装的,加上具有铁心槽、通风孔等,造成磁路的不对称。
当电动机转轴旋转切割不对称磁场时,就会在轴的两端感应
出轴电压。
(2)电动机电源逆变供电。
电动机采用变频器等逆变供电
时,电源电压中含有较多的高次谐波分量,使定子绕组的线
圈端部、接线部分与转轴之间产生电磁感应形成轴电压。
(3)外部电源的影响。
这主要有2种可能,一是电动机现
场附近有高压电源,形成的强电场使转轴两端感应出轴电
压;二是由于其他带电的线头直接搭接在电动机的转轴上形
成轴电压。
当轴电压形成之后,如果轴承绝缘被破坏,在转轴与机
座之间形成了通路,轴电流也就产生了。
轴电流的防治措施
根据轴电流产生的条件,可以采用下面方法进行防治:
(1)当轴电流较小时,通过适当增加电动机气隙,选用合电动机轴电流的危害与防治
□湖南文理学院电气工程系 杨斌文 潘湘高
表2 滑动轴承
表1 滚动轴承
110 | 电气时代2004年第11期
电气时代2004年第11期 | 111
EA 经验荟萃适的轴承与润滑油脂就可以防治。
(2)当轴电流较大时,可采用断开轴电流回路的方法进行防治。
如在电动机非轴端的轴承座与轴承支架处垫上绝缘隔板,轴承座的固定螺钉与定位销钉也套上绝缘套管。
大型电动机可在大盖与底座之间垫上绝缘层。
此外还可以在设计上采用轴承室绝缘等方法断开轴电流回路。
(3)当轴电压较高时,使电动机的转轴与机座短路,让轴电流旁路入地。
如在电动机轴伸端安装接地电刷,该电刷与转轴、机座可靠接触(见图1),使轴电位为零电位,轴电流尽可能通过电刷入地。
又如在电动机前后端盖设置铜质接地刷,轴电压也可基本消除。
另外,国外出现的“静电屏蔽电动机”,就是在定子槽楔上覆以接地的金属箔,该金属箔与铁心绝缘,形成的旁路电容使定、转子对地的电压基本消除。
(4)当用变频器供电时,采用隔离变压器并可靠接零,能有效消除定子零序电压;同时合理选用平波电抗器、旁路电容,减少连接变频器与电动机的电缆长度(≤10m),能减少轴电流。
(5)对于受外部电源的影响而产生的轴电压,还可以通过调整电动机与现场高压设备的距离,减少电动机所在地的电场强度来降低轴电压;可通过仔细认真地检查,消除落在转轴上的接线头,加强线头绝缘来消除轴电压。
平时要监测电动机的轴电流,看它是否发生变化。
轴电流是不便于直接测出的,我们只能通过测取电动机的轴电压来了解轴电流的变化情况。
测量的方法如图2所示,让电动
机在额定电压下空载运行,用高内阻电压表测转轴两端电压U1与风扇端转轴对机座的电压U2,如果U1与U2降低,说明出现了轴电流,且降低得越多,轴电流越大。
这时就要采取相应的措施予以防治了。
EA
轴伸端
转子
轴承座
接地电刷
图
1
轴伸端
转子
风扇
U1
U2
图 2。