
為何工頻運(yùn)行節(jié)能電機(jī)會(huì)有軸電流?
電流形成的基本條件是電壓和閉路。產(chǎn)生軸電流的前提是有軸電壓和閉合電路。節(jié)能電機(jī)為什么會(huì)有軸電壓?節(jié)能電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生軸電壓的原因有兩個(gè),一是交變磁通,二是靜電荷積累。
前者產(chǎn)生的軸電壓是連續(xù)的、周期性的。正常情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在對(duì)稱(chēng)的正弦交變磁場(chǎng)中運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)也產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的交變電流。所以正常情況下轉(zhuǎn)子兩端不會(huì)有不對(duì)稱(chēng)電壓。但當(dāng)節(jié)能電機(jī)定子鐵芯在圓周方向的磁阻不平衡時(shí),就會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的交變電勢(shì),從而產(chǎn)生軸電壓。該電壓沿軸向產(chǎn)生。靜電荷產(chǎn)生的軸電壓是間歇性的,非周期性的。節(jié)能電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,負(fù)載側(cè)的流體會(huì)與運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)體發(fā)生摩擦,在旋轉(zhuǎn)體上產(chǎn)生靜電荷,靜電荷會(huì)逐漸積累,產(chǎn)生軸電壓。
大中型交流電機(jī)在運(yùn)行中,一旦轉(zhuǎn)子軸電壓形成回路,就會(huì)產(chǎn)生軸電流,這是典型的低電壓大電流模式。軸和軸瓦之間采用油潤(rùn)滑,節(jié)能電機(jī)軸承壓在油膜上。由于軸電壓幅值低,油膜絕緣一般不會(huì)被擊穿。

在轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,如果潤(rùn)滑油質(zhì)量不符合要求,或者缺油,油膜就會(huì)破裂并被擊穿,導(dǎo)致軸與軸瓦之間產(chǎn)生金屬接觸。在接觸的瞬間,軸電壓會(huì)形成閉合電路,形成低壓擊穿。此時(shí)產(chǎn)生的軸電流相當(dāng)大,瞬間達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千安培,足以燒壞軸頸和軸瓦。
軸上運(yùn)行摩擦產(chǎn)生的靜電荷的逐漸積累導(dǎo)致軸的電勢(shì)由于被充電而持續(xù)增加。當(dāng)運(yùn)行軸接觸除旋轉(zhuǎn)體以外的任何部件時(shí),它通過(guò)該部件放電。如果運(yùn)轉(zhuǎn)的軸沒(méi)有接觸到體外的轉(zhuǎn)動(dòng)部件,就會(huì)積累電荷,產(chǎn)生過(guò)高的電壓。如果電壓超過(guò)軸承油膜的絕緣強(qiáng)度,電荷會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)放電,形成軸向電流。
軸電流將流經(jīng)由軸、軸承內(nèi)圈、軸承外圈和軸承室組成的電路,顯著的現(xiàn)象是電弧放電在軸軸承位置和軸承內(nèi)圈表面產(chǎn)生的小而深的圓形腐蝕點(diǎn)。軸電流不僅破壞了油膜的穩(wěn)定性及其形成的條件,而且由于放電在軸和軸承內(nèi)圈表面產(chǎn)生許多腐蝕斑,破壞了軸和軸承之間的良好配合,導(dǎo)致軸承無(wú)法工作。在特殊情況下,強(qiáng)大的軸電流會(huì)在軸頸和軸瓦的接觸面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧,導(dǎo)致軸頸和軸瓦損壞,引起節(jié)能電機(jī)振動(dòng)和噪聲,使節(jié)能電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。
前者產(chǎn)生的軸電壓是連續(xù)的、周期性的。正常情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在對(duì)稱(chēng)的正弦交變磁場(chǎng)中運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)也產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的交變電流。所以正常情況下轉(zhuǎn)子兩端不會(huì)有不對(duì)稱(chēng)電壓。但當(dāng)節(jié)能電機(jī)定子鐵芯在圓周方向的磁阻不平衡時(shí),就會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的交變電勢(shì),從而產(chǎn)生軸電壓。該電壓沿軸向產(chǎn)生。靜電荷產(chǎn)生的軸電壓是間歇性的,非周期性的。節(jié)能電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,負(fù)載側(cè)的流體會(huì)與運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)體發(fā)生摩擦,在旋轉(zhuǎn)體上產(chǎn)生靜電荷,靜電荷會(huì)逐漸積累,產(chǎn)生軸電壓。
大中型交流電機(jī)在運(yùn)行中,一旦轉(zhuǎn)子軸電壓形成回路,就會(huì)產(chǎn)生軸電流,這是典型的低電壓大電流模式。軸和軸瓦之間采用油潤(rùn)滑,節(jié)能電機(jī)軸承壓在油膜上。由于軸電壓幅值低,油膜絕緣一般不會(huì)被擊穿。

在轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,如果潤(rùn)滑油質(zhì)量不符合要求,或者缺油,油膜就會(huì)破裂并被擊穿,導(dǎo)致軸與軸瓦之間產(chǎn)生金屬接觸。在接觸的瞬間,軸電壓會(huì)形成閉合電路,形成低壓擊穿。此時(shí)產(chǎn)生的軸電流相當(dāng)大,瞬間達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千安培,足以燒壞軸頸和軸瓦。
軸上運(yùn)行摩擦產(chǎn)生的靜電荷的逐漸積累導(dǎo)致軸的電勢(shì)由于被充電而持續(xù)增加。當(dāng)運(yùn)行軸接觸除旋轉(zhuǎn)體以外的任何部件時(shí),它通過(guò)該部件放電。如果運(yùn)轉(zhuǎn)的軸沒(méi)有接觸到體外的轉(zhuǎn)動(dòng)部件,就會(huì)積累電荷,產(chǎn)生過(guò)高的電壓。如果電壓超過(guò)軸承油膜的絕緣強(qiáng)度,電荷會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)放電,形成軸向電流。
軸電流將流經(jīng)由軸、軸承內(nèi)圈、軸承外圈和軸承室組成的電路,顯著的現(xiàn)象是電弧放電在軸軸承位置和軸承內(nèi)圈表面產(chǎn)生的小而深的圓形腐蝕點(diǎn)。軸電流不僅破壞了油膜的穩(wěn)定性及其形成的條件,而且由于放電在軸和軸承內(nèi)圈表面產(chǎn)生許多腐蝕斑,破壞了軸和軸承之間的良好配合,導(dǎo)致軸承無(wú)法工作。在特殊情況下,強(qiáng)大的軸電流會(huì)在軸頸和軸瓦的接觸面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧,導(dǎo)致軸頸和軸瓦損壞,引起節(jié)能電機(jī)振動(dòng)和噪聲,使節(jié)能電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。