電機軸電流(電機出現軸電流的原因)

1.電機出現軸電流的原因

軸電流形成的條件：一是有軸電壓，二是構成回路。設計和運行條件正常的電機，轉軸兩端電壓僅有很小的差值，且由于油膜或軸承絕緣的處理，不足以產(chǎn)生危害。

若是某一環(huán)節出現了問(wèn)題，軸電壓超過(guò)了限值，就可能擊穿原來(lái)的絕緣，在轉軸、軸承內圈、軸承外圈、軸承室構成回路，于是轉軸軸承位和軸承內圈的表面會(huì )因電弧放電產(chǎn)生小而深的圓形蝕點(diǎn)或條狀電弧傷痕，嚴重時(shí)足以把軸頸和軸瓦燒壞。

根據同步發(fā)電機結構及工作原理，由于定子鐵芯組合縫、定子硅鋼片接縫，定子與轉子空氣間隙不均勻，軸中心與磁場(chǎng)中心不一致等，機組的主軸不可避免地要在一個(gè)不完全對稱(chēng)的磁場(chǎng)中旋轉。這樣，在軸兩端就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)交流電壓。

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針對軸電流產(chǎn)生的原理，一般有如下措施加以解決：

1、導流：在軸伸端安裝接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且與轉軸可靠接觸，保證轉軸電位為零電位，隨時(shí)將電機軸上的靜電荷引向大地，以此消除軸電流。此種措施一般在發(fā)電機上運用較多，在大型交流電動(dòng)機上也偶有運用。

2、阻斷：軸電流形成的重要條件之一就是構成回路。在非軸伸端的軸承座和軸承之間加裝絕緣墊或采用絕緣軸承，切斷軸電流的回路，是多數電機生產(chǎn)商采用的措施。

參考資料來(lái)源：百度百科-軸電流

2.什么叫軸電流

由于發(fā)電機磁場(chǎng)不對稱(chēng)，發(fā)電機大軸被磁化，靜電充電等原因在發(fā)電機軸上感應出軸電壓，引起的從發(fā)電機組軸的一端經(jīng)過(guò)油膜絕緣破壞了的軸承、軸承座及機座底板，流向軸的另一端的電流。

1 原因分析 根據同步發(fā)電機結構及工作原理，由于定子鐵芯組合縫、定子硅鋼片接縫，定子與轉子空氣間隙不均勻，軸中心與磁場(chǎng)中心不一致等，機組的主軸不可避免地要在一個(gè)不完全對稱(chēng)的磁場(chǎng)中旋轉。這樣，在軸兩端就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)交流電壓。正常情況下要求機組轉動(dòng)部分對地絕緣電阻大于0.5MΩ，如果在大軸兩端同時(shí)接地就可能產(chǎn)生軸電流。 2 原因查找及處理 2.1 接地點(diǎn)的查找 能否找到大軸兩端的接地點(diǎn)是問(wèn)題的關(guān)鍵。由于該機組水導軸承采用水潤滑橡膠軸承，在正常運行時(shí)，水導軸承內、轉輪室里均充滿(mǎn)水或非常潮濕。由于轉動(dòng)部分的絕緣電阻基本為零，這樣大軸下部接地已在所難免。而大軸上部可能接地的部分有上導軸承、推力軸承和受油器等，測量結果均為合格。為了查找另一接地點(diǎn)，在水導瓦的橡膠端部用500 V搖表測絕緣，電阻為零。為了進(jìn)一步驗證，又在同一批澆鑄出廠(chǎng)的備品水導瓦表面測絕緣，結果也為零，由此證明橡膠瓦本身具有導電性。為此先將水導軸承拆除，之后對其它部件，安裝一個(gè)就測量一次大軸絕緣。當裝到受油器油管時(shí)，再次出現大軸絕緣為零。經(jīng)查，法蘭連接處絕緣墊與水導瓦為同一廠(chǎng)家生產(chǎn)，單獨測絕緣墊絕緣，其值也基本為零，到此大軸的兩個(gè)接地點(diǎn)已找到。 2.2 軸電流的導通路徑 由于軸電壓和兩個(gè)接地點(diǎn)的存在，必然會(huì )產(chǎn)生軸電流。當電流流過(guò)一個(gè)大的導體時(shí)，它的趨表效應是很明顯的，它所流過(guò)的路徑如圖1所示。圖中操作油管除了隨大軸一起旋轉外，在操作槳葉時(shí)，還會(huì )沿軸線(xiàn)方向作上下運動(dòng)，由于在操作油管上瓦座中的銅瓦與操作油管導向塊之間存在一定的間隙，這樣隨操作油管的不斷運動(dòng)和電流的流過(guò)使間隙中的油膜不斷遭到電弧的放電侵蝕，而使油不斷碳化。 2.3 軸電流的消除 （1） 通過(guò)更換受油器油管連接處的絕緣墊，以保證大軸不發(fā)生兩點(diǎn)接地，進(jìn)而避免軸電流的產(chǎn)生。 （2） 大修后應加強對調速系統油質(zhì)的監督，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)分析并查明原因。

3.三相異步電動(dòng)機的軸電流是怎樣形成的

電動(dòng)機軸承受損的主要原因為，磁通脈動(dòng)造成的軸電壓累積，使油膜擊穿形成軸電流，軸電流持續不斷地對軸承內圈放電，導致軸承滾道產(chǎn)生麻點(diǎn)，這種損害不斷擴大，在滾道上形成搓板狀的傷痕。

此時(shí)，電動(dòng)機的異常聲音非常明顯，只得換用備用電動(dòng)機。此外由于電動(dòng)機的多次檢修，風(fēng)扇互換及緊力面的磨損等原因造成風(fēng)扇動(dòng)平衡不好，從而加劇了軸承的損壞。

另外，如檢修工藝不合理，檢修后中心找得不正，也會(huì )影響電動(dòng)機軸承的使用壽命。根據理論分析，軸電流流經(jīng)下軸承的回路被切斷后，將會(huì )通過(guò)上部和中部軸承構成回路，造成中上部軸承的損害。

4.發(fā)電機軸電流是怎么產(chǎn)生的

正常情況下，三相交流電機三相對稱(chēng)繞組中流過(guò)三相對稱(chēng)電流，產(chǎn)生圓形旋轉磁場(chǎng)。這時(shí)，電機兩端磁場(chǎng)對稱(chēng)，不存在與電機軸交鏈的交變磁場(chǎng)，軸兩端無(wú)電勢差，無(wú)流經(jīng)軸承的電流。如下情況可能打破磁場(chǎng)對稱(chēng)狀態(tài)，存在交鏈電機軸的交變磁場(chǎng)，感應出軸電流。

當出現本項情況時(shí)，會(huì )造成兩端磁場(chǎng)不對稱(chēng)，產(chǎn)生軸電壓：

1）三相電流不對稱(chēng)；

2）沖片為扇形片拼接成的圓環(huán)；

3）冷軋片，不是絕對各向同性；

4）鐵芯槽、通風(fēng)孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻；

5）在轉軸的周?chē)薪蛔兇磐ㄇ懈钷D軸。

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軸電流的防范針對軸電流形成的根本原因，一般在現場(chǎng)采用如下防范措施：

(1)在軸端安裝接地碳刷，以降低軸電位，使接地碳刷可靠接地，并且與轉軸可靠接觸，保證轉軸電位為零電位，以此消除軸電流。

(2)為防止磁不平衡等原因產(chǎn)生軸電流，往往在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣隔板，以切斷軸電流的回路。

(3)為了避免其他電動(dòng)機附件導線(xiàn)絕緣破損造成的軸電流，往往要求檢修運行人員細致檢查并加強導線(xiàn)或墊片絕緣，以消除不必要的軸電流隱患。

參考資料來(lái)源：百度百科-軸電流

5.電機的基礎知識

電機基礎知識

1.什么是直流電動(dòng)機？它是如何工作的？

能夠把輸入的直流電變?yōu)闄C械能輸出的機械設備，叫做直流電動(dòng)機。它是根據帶電導體在磁場(chǎng)中受力的作用原理而制成的。

當外接電源向直流電動(dòng)機供電時(shí)，線(xiàn)圈的兩有效邊在磁場(chǎng)中受力的作用而運動(dòng)。其運動(dòng)方向由“左手定則”決定。由于線(xiàn)圈固定在軸上，因此，線(xiàn)圈繞軸作旋轉運動(dòng)產(chǎn)生轉矩。直流電機的外加電源是直流電，經(jīng)過(guò)電刷和換向片后，流到線(xiàn)圈上的電流在旋轉中是交變的，所以當線(xiàn)圈上下兩導線(xiàn)通過(guò)磁極時(shí)，其導線(xiàn)內的電流也因電刷接觸的換向片不同而改變；如果使線(xiàn)圈受力運動(dòng)方向不變，只要對電路不斷供電，線(xiàn)圈就按一定方向旋轉起來(lái)。

2.直流電動(dòng)機由哪些主要部件組成？

直流電動(dòng)機的結構大致可分為轉子和定子兩個(gè)主要部分。

轉子：電機上可以轉動(dòng)的部分叫轉子或叫電樞。它主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器（整流子）及軸承等組成。

定子：即產(chǎn)生磁場(chǎng)的靜止部分。它主要由主磁極、附加磁極、機座、端蓋及電刷裝置等組成。

3.直流電動(dòng)機有幾種類(lèi)型？各有何特點(diǎn)？

直流電動(dòng)機按勵磁方式不同分為串勵電動(dòng)機、并勵電動(dòng)機、復勵電動(dòng)機和他勵電動(dòng)機。

串勵電動(dòng)機：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。這種連接方式起動(dòng)力矩大，抗過(guò)載能力強；缺點(diǎn)是不能在空載的情況下起動(dòng)。

并勵電動(dòng)機：勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是轉速恒定，不隨負載的變化而改變。

復勵電動(dòng)機：磁極上有兩繞組，其中一個(gè)繞組與電樞繞組并聯(lián)，另一個(gè)繞組與電樞繞組串聯(lián)，所以它具有串勵與并勵電動(dòng)機兩種優(yōu)點(diǎn)。

他勵電動(dòng)機：由于需要兩個(gè)電源，一般不采用，只有在特殊情況下使用。

6.什么叫軸電壓

軸電壓是指由于發(fā)電機磁場(chǎng)不對稱(chēng)，發(fā)電機大軸被磁化，靜電充電等原因在發(fā)電機軸上感應出的電壓。

軸電流是根據同步發(fā)電機結構及工作原理，由于定子鐵芯組合縫、定子硅鋼片接縫，定子與轉子空氣間隙不均勻。

危害：

1、軸電流的危害主要是將在軸頸和軸瓦之間產(chǎn)生小電弧侵蝕，破壞油膜，使軸承溫度升高，潤滑油碳化變質(zhì)等。如果軸電流超過(guò)一定數值，發(fā)電機轉軸軸頸的滑動(dòng)表面和軸瓦就可能被損壞，軸承不能使用或壽命將會(huì )大大縮短。

2、軸電壓是發(fā)電機運行過(guò)程中在轉軸兩端、轉軸局部以及轉軸對地的電位差。軸電壓是發(fā)電機運行過(guò)程中普遍存在的一種電氣現象，大型、高速發(fā)電機尤為嚴重。

為了防止軸電壓、軸電流的危害，發(fā)電機的大軸上都要安裝勵磁碳刷，通過(guò)接地信號裝置接地，如果產(chǎn)生軸電壓。轉子絕緣不好漏電等使大軸帶電，碳刷會(huì )及時(shí)把電流引向大地，接地信號裝置發(fā)出預告信號，提醒運行人員注意或處理。

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軸電壓的產(chǎn)生原因：

1、磁路不對稱(chēng)。磁路不對稱(chēng)引起的軸電壓是存在于發(fā)電機軸兩端的交流型電壓。由于定子鐵芯采用扇形沖壓片、轉子偏心、扇形片的磁導率不同以及冷卻和夾緊用的軸向導槽等發(fā)電機制造和運行原因引起的不對稱(chēng)，產(chǎn)生交鏈轉軸的交變磁通，在發(fā)電機大軸兩端產(chǎn)生電位差。

這種交流軸電壓一般為1~10V，但具有較大的能量。如果不采取有效措施，軸電壓經(jīng)過(guò)軸軸承機座等處形成一個(gè)回路，由于回路阻抗低，產(chǎn)生很大的軸電流。

2、電動(dòng)機整流和逆變系統的電容耦合作用。大型汽輪發(fā)電機組普遍采用靜態(tài)勵磁系統。靜態(tài)勵磁系統因晶閘管整流引入了一個(gè)新的軸電壓源。靜態(tài)勵磁系統將交流電壓通過(guò)靜態(tài)晶閘管整流輸出直流電壓供給發(fā)電機勵磁繞組，此直流電壓為脈動(dòng)型電壓。

3、靜電效應。在汽輪機內部，高速流動(dòng)的濕蒸汽與汽輪機低壓缸葉片摩擦在汽輪機低壓缸內產(chǎn)生的直流型電壓。

4、軸向磁通及剩磁。發(fā)電機中存在各種環(huán)繞軸的閉合回路，如集電環(huán)裝置和轉子端部繞組，在設計考慮不周或轉子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，它們的磁動(dòng)勢不能相互抵消，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)軸向的剩余磁通，該磁通經(jīng)軸、軸承和旋轉電機的底板而閉合。

參考資料來(lái)源：搜狗百科-軸電壓

參考資料來(lái)源：搜狗百科-軸電流