新聞動(dòng)態(tài)
變頻電機(jī)中的軸電流
2020-05-13
1、軸承電流的種類(lèi)及產(chǎn)生的原因。
低頻軸承電流
電動(dòng)機(jī)磁路不對(duì)稱(chēng)會(huì)產(chǎn)生低頻軸電流，這種現(xiàn)象在容量大于400KW的電動(dòng)機(jī)中常見(jiàn)，這是因?yàn)椋粚?duì)稱(chēng)的磁路會(huì)在磁軛中產(chǎn)生環(huán)形交流磁通（環(huán)狀磁通）從而在圖1所示的由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸、軸承、端蓋和電動(dòng)機(jī)定子機(jī)座組成的導(dǎo)電性回路中產(chǎn)生交流感應(yīng)電壓，當(dāng)此感應(yīng)電壓破壞了軸承潤(rùn)滑劑的絕緣能力后，電流就會(huì)流過(guò)包括電動(dòng)機(jī)前后軸承在內(nèi)的這個(gè)回路。
2、高頻軸電流
高頻軸電流產(chǎn)生的原因：工頻三相正弦電源電壓是平衡對(duì)稱(chēng)的，因此，其中性點(diǎn)電壓為零，可是變頻器的輸出電壓是通過(guò) PWM脈寬調(diào)制產(chǎn)生的，既通過(guò)逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)變成三相正弦交流電壓（原理見(jiàn)下圖）
雖然其基頻分量是對(duì)稱(chēng)平衡的，但由于在逆變單元中二極管的開(kāi)斷不可能絕對(duì)同步，故可產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的高次諧波，導(dǎo)致零序電壓分量增大，即中性點(diǎn)電壓不為零。標(biāo)準(zhǔn)中將此零序電壓定義為共模電壓，此電壓可以在負(fù)載電動(dòng)機(jī)繞組中的中性點(diǎn)處測(cè)得，其頻率與逆變單元中二極管的開(kāi)斷頻率相同，其幅值與直流母線電壓成正比。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定由共模電壓產(chǎn)生的軸電流叫高頻軸電流。
高頻軸電流的種類(lèi)：
1、在共模電壓作用下，由沿定子軛循環(huán)的高頻磁通產(chǎn)生高頻感應(yīng)電壓，當(dāng)此感應(yīng)電壓高到夠破壞軸承潤(rùn)滑劑的絕緣時(shí)，所產(chǎn)生的沿軸承、軸和定子機(jī)座連成的回路中流動(dòng)的循環(huán)電流。
2、在共模電壓作用下，在電動(dòng)機(jī)機(jī)座和變頻器機(jī)架之間會(huì)出現(xiàn)超過(guò)100V的電壓降，泄漏到定子機(jī)座中的電流通過(guò)金屬聯(lián)軸器與從動(dòng)機(jī)械設(shè)備回流到變頻器中，所形成的軸接地電流。
3、在高頻共模電壓作用下，電動(dòng)機(jī)內(nèi)的各種雜散電容形成的阻抗變小，從而為電流流通提供低阻抗路徑，故當(dāng)電機(jī)內(nèi)部的電容放電時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生高頻的軸承電流。該電流通過(guò)變頻器的接地導(dǎo)體和電容返回電源。
軸電流的危害
流入軸承中的電流變化快，其變化速率取決于軸承的工藝，當(dāng)軸承的滾珠被潤(rùn)滑劑完全浸沒(méi)不導(dǎo)電時(shí)，此時(shí)存在的軸承電容處于靜電充電狀態(tài)，如果靜電充電的電壓超出軸承潤(rùn)滑劑的絕緣性能，就將破壞軸承潤(rùn)滑劑形成的油膜，此外電動(dòng)機(jī)磁路不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也能破壞軸承潤(rùn)滑劑的絕緣性能進(jìn)而形成較大的軸承電流，當(dāng)軸承電流的密度超過(guò)1.5A/mm后，軸電流局部放電能量釋放產(chǎn)生的高溫，可以融化軸承內(nèi)圈、外圈或滾珠上許多 微小區(qū)域，并形成凹槽，從而產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理將導(dǎo)致軸承失效，對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)極大影響
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