大型交流电动机轴承防高温及轴电流改造

陈勇龙

（华电国际韶关市坪石发电厂有限公司B厂，广东韶关 512229）

大型交流电动机轴承防高温及轴电流改造

陈勇龙

（华电国际韶关市坪石发电厂有限公司B厂，广东韶关 512229）

某电厂磨煤机大型交流电动机轴承在运行中经常出现高温、异音现象，轴承易损坏，影响了机组的正常运行。对隐患原因进行了分析，并提出了防止形成轴电流、防止轴承温度过高等改善措施，经验证，改造在实际应用中取得了良好效果。

轴电流；油膜；放电；固可接材料

1 隐患概述

某电厂机组容量为1×125MW。锅炉的磨煤机型号为DTM320－580，配电动机型号为YTM560－6，额定功率为800 kW。电动机前端轴承型号为NU234EC／C3，后端为6332／C3。自2003年投产至2005年，2台磨煤机电动机运行状况较差，检修后的电动机运行一段时间后轴承温度高达75℃，且出现异音，声音逐渐增大，持续3～5个月。每次对电动机进行检修都必须更换前、后端轴承，以至电动机运行周期越来越短，造成检修工作量剧增，材料消耗增大。轴承价格较高，占很大一部分日常维护费用，更为严重的是，2台磨煤机运行不稳定，已经影响到机组的安全、稳定运行。

2 原因分析

电动机制造和安装工艺不合格、转子偏心造成气隙不均匀、扇形片叠成的定子铁芯的拼片数目选择不合适及电动机供电电源中含有谐波等原因，使电动机的转子产生轴电压，转子轴电压在前、后轴承与定子前、后端盖及定子铁芯之间形成闭合回路，产生轴电流。在设备运行时，轴电压达到一定值时会击穿轴承室油膜，产生轴电流，进而损坏电动机前、后端轴承，导致电动机轴承声音异常，严重时电动机轴承磨损增大，引起电动机定、转子出现扫膛故障。

因设计原因，电动机采用空－空冷却方式，冷却风从后端进入电动机本体，经过本体带出来的热风从前端排出至电动机顶部冷却器，冷却后再从电动机后端进风，形成一个封闭的冷却系统。冷却器利用电动机尾部风扇抽风对空气进行冷却，因电动机前端是热风出口，出风室与前端轴承座相连，所以前端轴承温度高。电动机在运行一段时间后，前端轴承温度在夏季高达83℃，并出现异音，且声音逐渐增大，轴承室温度升高，导致轴承损伤。经过多次检修发现，电动机运行周期缩短，大多是由于电动机轴承受损所致，而造成轴承受损的主要原因是轴电压累积，使轴承油膜被击穿形成轴电流，轴电流不断对轴承内圈放电，导致轴承滚道产生麻点。这种损坏不断扩大，形成搓板状伤痕，导致轴承状况越来越差，再加上轴承运行温度高，更易损坏轴承。

3 改进方案

3.1 防轴电流改进方案

轴电流流经回路为转子本体→转轴→前轴承→前端盖→定子铁芯→后端盖→后轴承→转轴→转子本体，如图1所示。在电动机轴电流的闭合回路中，只要切断任一轴承的电流通道，闭合回路就不能形成，即无法产生轴电流。从图1可以看出，只要切断电动机后端轴承的电流通道，闭合回路就不能形成。在实际运行中，因电动机前端轴承承力较大，对电动机后端轴承套进行改进较为合理可行。

图1 电动机轴承安装示意

将电动机后端轴套（厚度为45mm）外圆车削约2mm，再用固可接材料填满，待固可接材料固化后，将轴套车削成原轴套尺寸，在电动机后端轴承的轴承套与后端盖接触面（紧固螺栓面）之间加装绝缘垫，也就是将轴套结合面车削1.5mm，加入1.5 mm厚的环氧树脂绝缘垫。轴套与后端盖的紧固螺栓套绝缘管加装绝缘垫，保证后端轴套与电动机后端盖之间绝缘良好，如图2所示。

图2 电动机后端盖绝缘示意

3.2 防轴承温度高改进方案

在电动机前端大端盖上加装冷水器。冷水器采用铝材，冷水器与前端盖面用导热膏涂匀，以确保散热效率。冷水器接工业用水，下部进水，上部出水，以保证冷水器内是满水，接1.27 cm的水管，出水直排地沟。冷水器安装前需进行水压试验（0.5 MPa），以确保焊接处不漏水，冷水器在实际应用中没有压力，电动机前端冷却水箱结构如图3所示。

图3 电动机前端冷却水箱结构

4 应用效果

分别对2台磨煤机电动机进行防轴电流、前端盖外部加装冷水器改造后，电动机后端轴承与后端盖的绝缘电阻达到了2 000MΩ，夏季轴承温度最高为60℃，电动机前端出风室温度下降，消除了电动机前端轴承温度高的隐患。轴承无轴电流烧损现象，电动机运行良好，全年只小修一次，电动机轴承检查完好，一直运行到大修周期，电动机轴承都未更换。实际证明电动机进行防轴电流改造并加装冷却器后，运行时间明显加长，检修次数大大减少，改造取得显著效果。

但应注意的是，电动机装复时应先装后端，测量后轴承绝缘合格后，再正确装复整台电动机。在电动机装配过程中，应确保无安装偏心等工艺问题。

5 结束语

对2台磨煤机电动机进行防轴电流、防高温改造，取得了显著效果，解决了大电动机轴承寿命短的问题。通过长时间的稳定运行，证明该改造方案对防治大型交流异步电动机轴电流的危害是合理可行的，对同类型后端进风、前端出风的空－空冷却电动机防轴承高温效果良好。

（本文责编：弋洋）

TM 621

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1647－1951（2016）02－0059－02

陈勇龙（1970—），男，湖南郴州人，电气工程师，从事电厂电气专业工作（E-mail：chenyonglong999＠sina.com）。

2015－09－07；

2016－01－02