高压同步电机轴电流分析及改装措施

侯江继HOU Jiang-ji

（山西省焦炭集团益达化工股份有限公司，介休 032000）

（Shanxi Jiaotan Group Yida Chemical Co.，Ltd.，Jiexiu 032000，China）

0 引言

益达化工股份有限公司电机与焦炉气压缩机滑动轴承损坏频繁，通过对损坏轴承的分析，大多轴瓦乌金表面电腐蚀严重，有部分已出现坑洼现象，电机轴与压缩机轴也有不同程度的电腐蚀（麻点）。针对以上大范围出现的轴瓦损坏事故，分析认为轴电流对轴承的电腐蚀是轴承损坏的主要原因。下面就简要分析一下轴电流对滑动轴承的影响及防止措施。

1 轴电压和轴电流的产生原因

电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压我们称之为轴电压。在正弦交变的电压下交流同步电机才能正常运行，也只有在正弦交变的磁场中电机的转子才能正常地工作，如果电机的定子铁心的圆周方向上的磁阻出现不和谐的情况，那么可能产生与轴相交的交变磁通，进而形成交变电势，在交变电势的作用下，一旦电机产生转动的磁极旋转，很可能影响到各磁场极的磁通，使各磁场极的磁通发生变化，形成于轴交链的磁通。而这些于轴交链的磁通会随着磁极的不断旋转发生变化形成轴电压。在这种情况下产生的电压是延轴向发展的，一旦该轴电压和轴两侧的轴承直接接触，就会形成回路，进而产生轴电流。还有一种，电机在运行过程中，载荷的波动和旋转部件产生摩擦而在旋转部件上产生静电荷，电荷逐渐积累也能产生轴电压。这种由静电荷产生的轴电压和上述由磁交变所产生的轴电压虽然都能够产生电压，但是两者在机理上存在着很大的区别。由静电荷产生的轴电压是非周期性的，并不是持续的，影响轴电压大小的因素有很多，比如载荷、润滑状况等。

正常情况下，我们测得轴电压大约是0.5-2V，但是如果出现异常情况，比如电流回路阻抗变小，在这种情况下，会形成很大的轴电流出现，对电机轴承及压缩机轴承造成危害，且危害巨大。

2 轴电流对轴承的损坏及特征

一般情况下，电机旋转时电机轴处于悬浮状态，轴与轴瓦中间有润滑油膜存在不直接接触。但在实际当中由于按装、载荷、对中等因素影响，轴与轴瓦有瞬间接触的情况出现。当轴电压较低时润滑油膜仍能起到绝缘作用，不会产生轴电流。轴电压增加到较高数值时，尤其是电机刚启动时，轴承内油膜还未稳定形成轴电压击穿润滑油膜而放电，构成回路产生轴电流，轴电流从金属接触点通过。接触点较大时轴电流密度较小在轴承表面会形成麻点，当接触点较小时，轴电流密度较大在瞬间产生高温，使轴承乌金局部烧熔，熔化的乌金在压力的作用下飞溅。熔化乌金较少时在乌金表面会出现小凹坑，熔化乌金较多时就会出现烧瓦现象。一般由于电机轴和曲轴的硬度及机械强度比乌金的高，通常表现出的症状是乌金表面被点击出现麻点，严重时出现凹坑，轴的表面出现条纹状的电弧伤痕。在发生轴承烧损事故时，通常只注意机械、配合方面的原因，忽视轴电流对轴承的危害。更换轴承后，因轴电流的存在，还会出现轴承烧损事故。

使用滑动轴承的电机，在发生轴承烧损事故时，要特别对轴瓦表面仔细检查。凡是轴电流引起的轴承损坏，在检查轴瓦时会发现乌金表面有分布不匀的麻点，电机轴和曲轴上有条形状的麻点。轴承在转动过程中，在接触的地方电阻很小，并将润滑油挤向两边，不会产生电击，当有小间隙产生时就会出现类似于电火花的放电现象产生，将轴表面与乌金表面电击出麻点。

3 轴电流产生的防止措施

①将电机定子与转子之间的间隙调整均匀，尽量使电机转子在一个对称的磁场中运行。

②由轴交变磁通所产生的轴电压，对于电机滑动轴承，一般采取电机两端轴承座加绝缘板，并对轴承座紧固螺栓进行绝缘，使轴电流通路切断。对于与电机刚性连接设备采用在电机两侧各加一块接地碳刷，碳刷接地必须可靠，这样就能随时将电机轴上的电荷引向大地，使轴电流对轴与轴瓦的电腐蚀降到最低。但是在实际的工作中，由于各种各样的原因，很多的绝缘处理措施工作都很不到位，根本起不到绝缘措施的作用，无法阻止轴电压形成轴电流。所以我们要经常检查轴承座的绝缘强度，用500V摇表测量绝缘不低于0.5MΩ。

③对于轴和轴瓦之间的润滑油（绝缘油），必须定期检查，化验润滑油的纯度和水含量，根据化验结果进行过滤处理以清除润滑油中的金属微颗粒和水分等杂质，从而保证油膜的绝缘度满足要求不被低电压击穿。

4 结论

总之，由于轴电流会对设备造成危害，且危害巨大，我们应该深刻意识到这一问题，虽然交流大型电动机产生轴电压是没有办法避免的事实，但是由轴电压形成的轴电流却是可以避免的，所以我们应该采取有针对性的措施来尽可能地阻止轴电流的形成，最大程度地降低轴电流对设备的危害。一般通过以上处理，特别是加装接地碳刷，基本可将电动机的轴电流消除，如有残留也对设备构不成危害。轴与轴瓦的实际使用寿命可由原来的几十小时提高到几千小时，并避免了轴承的突然烧损，从而保证了设备的安全稳定运行。

注：轴电压频率有不确定性，所测得轴电压0.5～2V 有误差.

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