電機軸電流(電機出現(xiàn)軸電流的原因)

1.電機出現(xiàn)軸電流的原因

軸電流形成的條件：一是有軸電壓，二是構(gòu)成回路。設計和運行條件正常的電機，轉(zhuǎn)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(jié)出現(xiàn)了問題，軸電壓超過了限值，就可能擊穿原來的絕緣，在轉(zhuǎn)軸、軸承內(nèi)圈、軸承外圈、軸承室構(gòu)成回路，于是轉(zhuǎn)軸軸承位和軸承內(nèi)圈的表面會因電弧放電產(chǎn)生小而深的圓形蝕點或條狀電弧傷痕，嚴重時足以把軸頸和軸瓦燒壞。

根據(jù)同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)子空氣間隙不均勻，軸中心與磁場中心不一致等，機組的主軸不可避免地要在一個不完全對稱的磁場中旋轉(zhuǎn)。這樣，在軸兩端就會產(chǎn)生一個交流電壓。

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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(zhuǎn)軸可靠接觸，保證轉(zhuǎn)軸電位為零電位，隨時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(gòu)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(shù)電機生產(chǎn)商采用的措施。

參考資料來源：百度百科-軸電流

2.什么叫軸電流

由于發(fā)電機磁場不對稱，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(jù)同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)子空氣間隙不均勻，軸中心與磁場中心不一致等，機組的主軸不可避免地要在一個不完全對稱的磁場中旋轉(zhuǎn)。這樣，在軸兩端就會產(chǎn)生一個交流電壓。正常情況下要求機組轉(zhuǎn)動部分對地絕緣電阻大于0.5MΩ，如果在大軸兩端同時接地就可能產(chǎn)生軸電流。 2 原因查找及處理 2.1 接地點的查找 能否找到大軸兩端的接地點是問題的關鍵。由于該機組水導軸承采用水潤滑橡膠軸承，在正常運行時，水導軸承內(nèi)、轉(zhuǎn)輪室里均充滿水或非常潮濕。由于轉(zhuǎn)動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(jié)果均為合格。為了查找另一接地點，在水導瓦的橡膠端部用500 V搖表測絕緣，電阻為零。為了進一步驗證，又在同一批澆鑄出廠的備品水導瓦表面測絕緣，結(jié)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，安裝一個就測量一次大軸絕緣。當裝到受油器油管時，再次出現(xiàn)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，到此大軸的兩個接地點已找到。 2.2 軸電流的導通路徑 由于軸電壓和兩個接地點的存在，必然會產(chǎn)生軸電流。當電流流過一個大的導體時，它的趨表效應是很明顯的，它所流過的路徑如圖1所示。圖中操作油管除了隨大軸一起旋轉(zhuǎn)外，在操作槳葉時，還會沿軸線方向作上下運動，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和電流的流過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)生兩點接地，進而避免軸電流的產(chǎn)生。 （2） 大修后應加強對調(diào)速系統(tǒng)油質(zhì)的監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時分析并查明原因。

3.三相異步電動機的軸電流是怎樣形成的

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

此時，電動機的異常聲音非常明顯，只得換用備用電動機。此外由于電動機的多次檢修，風扇互換及緊力面的磨損等原因造成風扇動平衡不好，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，也會影響電動機軸承的使用壽命。根據(jù)理論分析，軸電流流經(jīng)下軸承的回路被切斷后，將會通過上部和中部軸承構(gòu)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繞組中流過三相對稱電流，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。這時，電機兩端磁場對稱，不存在與電機軸交鏈的交變磁場，軸兩端無電勢差，無流經(jīng)軸承的電流。如下情況可能打破磁場對稱狀態(tài)，存在交鏈電機軸的交變磁場，感應出軸電流。

當出現(xiàn)本項情況時，會造成兩端磁場不對稱，產(chǎn)生軸電壓：

1）三相電流不對稱；

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、通風孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻；

5）在轉(zhuǎn)軸的周圍有交變磁通切割轉(zhuǎn)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(xiàn)場采用如下防范措施：

(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(zhuǎn)軸可靠接觸，保證轉(zhuǎn)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)為了避免其他電動機附件導線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或墊片絕緣，以消除不必要的軸電流隱患。

參考資料來源：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，叫做直流電動機。它是根據(jù)帶電導體在磁場中受力的作用原理而制成的。

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

2.直流電動機由哪些主要部件組成？

直流電動機的結(jié)構(gòu)大致可分為轉(zhuǎn)子和定子兩個主要部分。

轉(zhuǎn)子：電機上可以轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)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.直流電動機有幾種類型？各有何特點？

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

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

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

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

他勵電動機：由于需要兩個電源，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)電機磁場不對稱，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(jù)同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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。如果軸電流超過一定數(shù)值，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸軸頸的滑動表面和軸瓦就可能被損壞，軸承不能使用或壽命將會大大縮短。

2、軸電壓是發(fā)電機運行過程中在轉(zhuǎn)軸兩端、轉(zhuǎn)軸局部以及轉(zhuǎn)軸對地的電位差。軸電壓是發(fā)電機運行過程中普遍存在的一種電氣現(xiàn)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，通過接地信號裝置接地，如果產(chǎn)生軸電壓。轉(zhuǎn)子絕緣不好漏電等使大軸帶電，碳刷會及時把電流引向大地，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。磁路不對稱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(zhuǎn)子偏心、扇形片的磁導率不同以及冷卻和夾緊用的軸向?qū)Р鄣劝l(fā)電機制造和運行原因引起的不對稱，產(chǎn)生交鏈轉(zhuǎn)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)過軸軸承機座等處形成一個回路，由于回路阻抗低，產(chǎn)生很大的軸電流。

2、電動機整流和逆變系統(tǒng)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(tǒng)。靜態(tài)勵磁系統(tǒng)因晶閘管整流引入了一個新的軸電壓源。靜態(tài)勵磁系統(tǒng)將交流電壓通過靜態(tài)晶閘管整流輸出直流電壓供給發(fā)電機勵磁繞組，此直流電壓為脈動型電壓。

3、靜電效應。在汽輪機內(nèi)部，高速流動的濕蒸汽與汽輪機低壓缸葉片摩擦在汽輪機低壓缸內(nèi)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(zhuǎn)子端部繞組，在設計考慮不周或轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路時，它們的磁動勢不能相互抵消，就會產(chǎn)生一個軸向的剩余磁通，該磁通經(jīng)軸、軸承和旋轉(zhuǎn)電機的底板而閉合。

參考資料來源：搜狗百科-軸電壓

參考資料來源：搜狗百科-軸電流