电机轴电流的分析

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。

变频电机轴电流产生的原理分析及应对措施概述在变频电机应用过程中，轴电流问题经常会受到重视。

因为轴电流大大影响电机运行稳定性和寿命，通过分析轴电流的产生原理，我们可以采取一些有效的应对措施，提高电机的使用效果和寿命。

本文将对变频电机轴电流产生的原理进行分析，并提出相应的解决方案。

变频电机轴电流产生原理声磁耦合原理在变频电机开关管的控制下，电机的电源电压不断变换，产生频繁的电磁波动。

这种电磁波动可以锁定电机铁芯磁路的频率，从而产生定子和转子之间的声磁耦合作用。

这种声磁耦合效应可以产生轴电流。

物理机制当电机旋转时，定子和转子之间会产生磁场差异。

当电机被反向运行时，传递磁场的磁通量会转移。

这种磁通量变化会在转动轴上产生感应电流，进而导致轴电流。

因此，当电机发生反转现象时，会产生轴电流。

频率问题电机轴电流的产生主要取决于电机的运行频率。

当电机运行频率低于10Hz时，一般不会产生轴电流。

而当运行频率达到10Hz以上时，轴电流的产生率逐渐增加。

当运行频率达到50Hz甚至更高时，轴电流的产生率会非常高。

变频电机轴电流应对措施为了解决变频电机的轴电流问题，我们可以采取以下措施。

实施反电动势降噪措施在电机运行的过程中，特别是当电机运行频率过高时，电机会产生反电动势，这种反电动势也会沿轴线产生电压，引发轴电流。

因此，我们可以针对电机产生的反电动势进行降噪措施，如在电路中加装反电动势滤波器、加装对称容量、限流电容等措施，有效减少轴电流的产生率。

加装零序电流保护当电机运行频率达到一定程度时，轴电流的产生率明显增加。

在这种情况下，加装零序电流保护装置可以有效降低轴电流的产生率，从而减少电机的损坏风险。

同时，这种零序电流保护装置还可以有效检测其它故障，如短路、接地等问题。

采用卟啉弱磁环电机的铁芯一般是由硅钢片构成，硅钢片中还会含有铝、钚、卟啉等元素，其中，卟啉是一种磁性很弱的元素。

我们可以通过在变频电机的铁芯中加入一定比例的卟啉物质，来有效降低电机磁强度，从而减少轴电流的产生。

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。

电动机轴电流产生原因、危害及消除方法摘要：高压电机在运行中会产生轴电流，造成电机轴承表面电腐蚀严重，内圆形成“搓板效应”，引起过热现象。

如发现不及时就会造成轴承烧毁事故，严重影响设备的安全运行。

通过此办法可以有效地解决和避免轴承烧毁事故。

关键词：轴电流、轴电压、搓板效应、旋转磁通一、产生轴电流的原因：1、造成产生轴电流的原因之一是制造厂在制造电机时，由于定子、转子沿铁芯圆周方向的磁阻不均，产生与转轴交链的磁通，从而感应出电动势。

由于轴电流或轴电压不易测出，当发生滚动轴承烧损事故时，一时找不到原因。

但当用带有绝缘圈的特制轴承套更换原轴承套后，便会测出轴电压，才能发觉到电机有轴电流产生。

2、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，便产生与轴向交链的交变磁通，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。

电动机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁心槽、通风孔等的存在，造成在磁路中通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。

3、变频电源供电产生轴电压。

电动机采用变频电源供电时，电源三相输出电压的矢量和不为零，产生零序电压分量（共模电压）。

当电机在正常运行过程中，电机轴承内部形成油膜，在电机轴伸端和非轴伸端形成轴承电容C b ,C nb , 加之电机系统内部耦合电容分压影响（电机内部定子绕组到机壳之间存在耦合电容C wf , 定子绕组到转子之间存在耦合电容 C wr , 转子到机壳之间存在耦合电容C rf ），整个电气拖动系统产生轴承电压，由于定子绕组和电机机壳之间存在很大的耦合电容，在高频的du/dt下，经定子绕组到机壳之间的耦合电容，产生电机绕组对地的漏电流，这些电流的频率由100 kHz变化到几MHz。

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。

永磁同步电机轴电流一、引言永磁同步电机作为一种高效、环保的电机，在许多领域得到广泛应用。

然而，在实际应用中，永磁同步电机常常会出现轴电流的问题，这不仅会影响电机的正常运行，还可能引发安全事故。

本文将就永磁同步电机轴电流的产生、影响及预防措施进行深入探讨。

二、永磁同步电机轴电流的产生永磁同步电机轴电流的产生主要源于以下几个方面：1.磁场不对称：由于制造工艺、材料特性等因素的影响，永磁同步电机的磁场可能会存在不对称的现象，从而在电机的轴上产生电流。

2.机械转动摩擦：电机的机械转动部分在运行过程中会产生摩擦，摩擦产生的电荷会在轴上聚集，形成轴电流。

3.外部电源的干扰：外部电源的干扰也可能通过电机的转子部分耦合到轴上，从而产生轴电流。

三、轴电流对永磁同步电机的影响轴电流的存在会对永磁同步电机产生一系列不良影响：1.轴承损坏：轴电流会在轴承中产生涡流，从而导致轴承发热、磨损甚至烧毁，严重影响电机的正常运行。

2.磁场干扰：轴电流可能会对电机的磁场产生干扰，影响电机的性能和效率。

3.安全问题：过大的轴电流可能导致电火花产生，引发安全事故。

四、预防轴电流的措施为预防永磁同步电机轴电流的产生和减小其对电机的不良影响，可采取以下措施：1.优化电机设计：通过优化电机的设计，减小磁场不对称和机械转动摩擦，从而降低轴电流的产生。

2.增加接地保护：通过在电机外壳增加接地保护，将轴电流引入地下，防止其对电机内部元件的损害。

3.安装绝缘轴承：在电机轴承中安装绝缘轴承，可以有效防止轴电流通过轴承产生涡流。

4.使用滤波器：在电机的输入端安装滤波器，可以有效抑制外部电源对电机轴电流的干扰。

5.定期维护检查：定期对电机进行维护检查，特别是对轴承部分的检查和润滑，可以及时发现并解决轴电流问题。

五、未来研究方向随着永磁同步电机的广泛应用和技术的不断发展，对于轴电流的研究也需要不断深入。

未来的研究可以从以下几个方面展开：1.深入研究轴电流产生的机理，进一步优化电机的设计，提高电机的性能和稳定性。

电动机产生轴电流的原因分析及措施赵敬贤摘要：目前很多大中型电动机由于各种原因产生轴电压、轴电流，而轴电流对电动机危害极大，尤其是对轴承电腐蚀及其严重。

以我厂4台浆液循环泵电动机为例，阐述轴电压、轴电流产生的原因、措施及产生的社会效益。

验证本文电动机轴电流处理的可行性和正确性。

关键词：电动机；轴电流；原因；措施由于电动机轴电流的存在，对轴承腐蚀极为严重，轻者运行3个月左右，重着几个小时，为此我们通过在转子轴伸端安装接地电刷，在非轴伸端的轴承小盖加装绝缘垫、螺栓绝缘套及螺栓垫圈，彻底的消除了产生轴电流的问题。

1、以我厂4台浆液循环泵电动机为例，型号：YKK5002-4，电压：6kV，功率：900kW，电流：:101.7A，转速：1489r/min，绝缘等级：F，轴伸端轴承：NU228，非轴伸端轴承：6328，润滑脂为长城锂基脂。

4台电机自投运以来，由于电机非驱动端轴承温度突然升高（达到80℃）的原因，平均每3个月就要更换非驱动端轴承一次，轴承均更换的进口斯凯孚轴承并且更换埃索N2润滑脂，正常运行一段时间后，情况又逐渐开始恶化，严重影响了机组安全高效运行。

2、造成轴承烧损的原因分析2016年2月份在B浆液循环泵电动机运行中发现非驱动端轴承小盖外面有润滑脂流出，解体检查发现轴承滑道有凸凹斑点及条状灼痕，用500V摇表测量，测量轴承绝缘0MΩ，断定由于轴电流的电腐蚀，造成轴承过热。

3、产生轴电流原因电动机产生轴电流的途径主要是转轴两端有轴电压，存在电位差，产生轴电流。

轴电压的产生归纳为以下几点：3.1制造厂质量原因制造厂在制造电动机时定、转子沿铁芯圆周方向磁阻不均，产生与转轴交链的磁通，从而产生感应电动势，转轴上有剩余磁通存在。

3.2磁不平衡产生轴电压交流异步电动机在正弦交流变的电压下运行，其转子处在正弦交流变的磁场中，由于电动机定、转子扇形冲片、硅钢叠片等因素，再加上铁芯、通风孔等的存在，在磁路中造成不平衡磁阻，当电动机定、转子沿铁芯圆周方向磁阻不均，产生与转轴交链的磁通，从而产生感应电动势，转轴上有剩余磁通存在，在转轴的两端感应出轴电压，如果与转轴两端的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。

高压电动机故障诊断与修理之一“电动机轴电流的分析及防范”摘要：轴电流的存在对高压电动机轴承的使用寿命具有极大的损坏性，分析产生的原因，确定不同方案，解决轴电流危害的问题。

关键词：电动机；轴电流；轴电压1案例分析某生物质电厂一台高压电机为某电机股份有限公司生产，型号为YKK5002－4，额定容量为710kW，额定电压10kV，额定转速1489r/min，额定电流50.9A，F级绝缘，其电机轴承为滚动轴承，安装在锅炉送风机上。

自2014年12月24日检修运行后，电机驱动端轴承温度未见异常，至15年9月1曰，温度达到65 ℃（平时运行温度50℃左右），同时驱动端振幅值增大，运行监测振动值不稳定，振动振幅最大达到0.11mm,用远红外测温装置测量电机本体温度为80℃。

因特殊原因，当时炉不能停运，故只能采取紧急措施，用轴流风机对电机强迫通风降温，对轴承进行补充润滑脂，电机驱动端轴承温度有所下降，振动振幅也有所下降。

观察监护运行至2015年3月9曰，该电厂停炉后对电机进行解体检查，发现转子驱动端NU328E、6328E两套轴承严重过热、变黑，轴承及轴承盒内已无润滑油脂，轴承盒内套磨出0.5mm左右的沟槽，轴承盒外盖止口磨掉0.75mm，轴承盒内分布着大量铁末；同时，轴承内套轨道存在大量麻坑凹痕，电机本体风道侧内外存有大量溢出的润滑脂，非驱动端NU228E轴承内套轨道上磨出多道划痕。

据运行人员介绍电机运行状况及电机轴承小盖及轴承盒磨损严重，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NU328E、6328E两套轴承，非驱动端NU328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30min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轴电流烧伤滚动轴承的特征有时轴电流作用在电机轴承上引起轴承烧损的事故不会引起人们的注意。

变频电机轴电流分析及对策作者：杨金良来源：《中国科技博览》2014年第03期摘要：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，采取有效措施，从根本上解决轴电流危害的问题.关键词：电动机变频轴电流轴电压【分类号】：TM344.6一、变频电机轴电流分析：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有以下几种：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。

③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。

④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。

以上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。