軸電流是軸電壓通過電機軸、軸承、定子機座或輔助裝置構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生的。在正常情況下，電動機的軸電壓較低，軸承內(nèi)的潤滑汕膜能起到絕緣作用，不會產(chǎn)生軸電流。但當(dāng)軸電壓較高，或電機起動瞬間油膜未穩(wěn)定形成時，軸電壓將使?jié)櫥湍し烹姄舸┬纬苫芈樊a(chǎn)生軸電流。軸電流局部放電能量釋放產(chǎn)生的高溫，可以融化軸承內(nèi)圈、外圈或滾珠上許多微小區(qū)域，并形成凹槽，從而產(chǎn)生噪聲、振動，若不能及時發(fā)現(xiàn)處理將導(dǎo)致軸承失效，對生產(chǎn)帶來極大影響。變頻調(diào)速系統(tǒng)中高頻軸電流對軸承的電蝕最顯著的特征是在電機軸承內(nèi)外圈、滾珠上產(chǎn)生“搓衣板”式密密的凹槽條紋。
    2 變頻電機軸電壓的限值
    如前所述，幾乎所有的電機運轉(zhuǎn)時或多或少都會產(chǎn)生軸電壓，電動機所容許的軸電壓或軸電流的大小與軸承狀況、油膜厚度、電機運行狀態(tài)、安裝質(zhì)量、現(xiàn)場運行環(huán)境和軸電流流經(jīng)路徑的阻抗等許多因素有關(guān)。因此，軸電壓的限值難以具體規(guī)定。目前，國內(nèi)或IEc還沒有對軸電壓或軸電流限值的明確規(guī)定。只有個別廠家或研究機構(gòu)對軸電壓等提出一些建議規(guī)定:如西門子公司規(guī)定電機出廠空載軸電壓要限制在350mV以王如果超過該值，軸承必須絕緣。實踐中，對于滾動與滑動軸承，通常可按表1所列范圍適當(dāng)掌握軸電壓限值。

    我們曾對寶鋼分公司某廠的一臺1200kW變頻電機軸電壓進(jìn)行了測試。該電機軸承采取了軸承絕緣措施，但還是發(fā)生了2次因軸電流導(dǎo)致軸承損傷失效的故障。后來我們按國標(biāo)GBlo29試驗方法測量該電機的軸電壓，結(jié)果如表2。通過測試發(fā)現(xiàn)了該電機軸電壓偏高及電機軸承絕緣不良的情況。

    測試中要注意變頻電機的軸電壓是高頻脈沖電壓，普通的工頻表無法準(zhǔn)確測量，需要采用響應(yīng)頻率高的表。一旦發(fā)現(xiàn)軸電流，可以通過軸承失效分析，掌握軸承損傷發(fā)展的情況。我們對上述電機軸承進(jìn)行了定期振動檢測與失效分析，及時發(fā)現(xiàn)了軸承早期損壞跡象。根據(jù)寶鋼分公司電機運行經(jīng)驗，在軸電流造成的電機軸承損害事例中，電機軸承從早期故障特征頻率出現(xiàn)到電機軸承失效一般可以維持1一6個月不等時間。一般工頻或直流電機從發(fā)生較大軸電流到軸承失效一般1一明。而在PwM調(diào)制技術(shù)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中，山于軸電流能量相對較小，從軸承故障旱期發(fā)現(xiàn)到最后損壞可以維持半年甚至更長時間。
    3 措施和對策
    軸電壓是伴隨設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、運行而產(chǎn)生的，對于用戶而言，一般無法避免。但軸電壓造成損害必須具備2個條件:一是軸電壓存在;二是軸承的絕緣(潤滑油膜)破壞，給軸電流提供了通路，二者缺一不可。既然軸電壓無法避免，那就應(yīng)把重點放在軸電流的防治〔作中。對于滾動軸承電機，由于油膜或潤滑脂膜很薄，對軸電壓的作用比較敏感，一般容量在100kw(或機座號在355)左右的電機就有必要采取措施預(yù)防軸電流。
    當(dāng)用變頻器供電時，系統(tǒng)正確接地、合理選用平波電抗器、dV/dt濾波器以及考慮變頻器與電機間電纜的駐波效應(yīng)，盡量縮短變頻器與電動機間的電纜長度(一般推薦50m一150m，視電機容量、電壓、系統(tǒng)設(shè)計而定)等措施都能減小軸電流。還有j種最有效最簡單的辦法就是對電機車由承絕緣。以一 般 變 頻調(diào)速電機為例，軸電流是軸電壓通過電機軸、軸承、定子機座或輔助裝置構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生的電流，如圖2所示。

    電機系統(tǒng)可能包括4處接地點，其一為電機非負(fù)荷側(cè)軸端安裝的輔助裝置如測速計、編碼器等;其次是電機兩端軸承;再者為電機聯(lián)軸器到機械設(shè)備。在電機運轉(zhuǎn)情況下當(dāng)軸電壓形成之后，如果軸承絕緣被破壞，在轉(zhuǎn)軸與機座之間形成了通路，即兩軸承間或前軸承與輔助裝置間通過機座、大地構(gòu)成軸電流回路，軸電流也就產(chǎn)生了。因此，當(dāng)軸電壓較高時，電機不但要一端軸承絕緣，還應(yīng)特別注意電機輔助裝置一定也要絕緣。
    電機軸承絕緣，通常是采取非負(fù)荷側(cè)電機軸承絕緣，電機軸承絕緣形式多樣，一般有:采用絕緣軸承、電機“軸”絕緣、軸承室絕緣、電機端蓋絕緣和電機軸承座絕緣，而采用絕緣軸承是最簡單的方法。
    目前，各軸承制造仄絕緣軸承還只是“特需”產(chǎn)品，型號有很大的局限性。內(nèi)徑為150mm左右的深溝球軸承就要5000一6000元，供貨周期要10個月左右，價格昂貴。電機“軸”絕緣其實是電機轉(zhuǎn)子軸肩與軸承內(nèi)圈配合處噴涂絕緣涂層，同時軸承內(nèi)圈兩側(cè)墊好絕緣紙，使得軸承與軸絕緣。這是一種較新的軸承絕緣設(shè)計，但工藝復(fù)雜、不易推汽而軸承座絕緣只適用于大型單獨軸承座式電機。因此，目前變頻電機最常用的軸承絕緣方式是軸承室絕緣和端蓋絕緣。這兩種方法是利用軸承室與端蓋結(jié)合處或端蓋與機座結(jié)合處絕緣，而最終使得軸承絕緣。這類絕緣設(shè)訓(xùn)要特別注意結(jié)合處因臟污短路影響絕緣，以及固定螺釘和定位銷釘?shù)鹊奶坠芎蛪|片的絕緣。
    4 結(jié)論
    隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，變頻電機軸電流問題已經(jīng)不容忽視，有關(guān)這方面的研究國內(nèi)外還不很成熟，也沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范它。但工程中我們必須采取相應(yīng)的措施來預(yù)防軸電流。在根本L無法杜絕軸電流的前提下，電機采取絕緣措施是目前最簡單、有效預(yù)防軸電流的方法。此外，通過對電機軸承的定期振動檢測，結(jié)合軸承失效分析，可幫助發(fā)現(xiàn)軸電流造成的軸承早期損壞。