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變頻器損傷電機(jī)軸承原理分析

有流過(guò)軸承的電流,并且這種電流處于斷續(xù)連通的狀態(tài),斷續(xù)連通的電路會(huì)產(chǎn)生電弧,電弧燒毀了軸承。


  導(dǎo)致交流電機(jī)的軸承中流過(guò)電流的原因主要有兩個(gè),第一,內(nèi)部電磁場(chǎng)不平衡產(chǎn)生的感應(yīng)電壓,第二,雜散電容引起的高頻電流通路。


  理想交流感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)是對(duì)稱的,當(dāng)三相繞組的電流相等,并且相位相差120時(shí),不會(huì)在電機(jī)的軸桿上感應(yīng)出電壓。變頻器輸出的PWM電壓導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)不對(duì)稱時(shí),就會(huì)在軸桿上感應(yīng)出電壓,電壓的幅度在10~30V,這與驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān),驅(qū)動(dòng)電壓越高,軸桿上的電壓越高。


  當(dāng)這個(gè)電壓的數(shù)值超過(guò)軸承中的潤(rùn)滑油的絕緣強(qiáng)度時(shí),就會(huì)形成一個(gè)電流通路。軸桿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,在某個(gè)時(shí)刻,潤(rùn)滑油的絕緣又阻斷了電流。這個(gè)過(guò)程類似于機(jī)械式開(kāi)關(guān)的通斷過(guò)程,這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧,燒蝕軸桿、滾珠、軸碗的表面,形成凹坑。如果沒(méi)有外部振動(dòng),小凹坑不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的影響,但是如果有外部振動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生凹槽,這對(duì)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)影響很大。


  另外,實(shí)驗(yàn)表明,軸桿上的電壓還與變頻器輸出電壓的基波頻率有關(guān),基波頻率越低,軸桿上的電壓越高,軸承損傷越嚴(yán)重。


  在馬達(dá)工作的初期,潤(rùn)滑油溫度較低的時(shí)候,電流幅度在5-200mA,這么小的電流不會(huì)對(duì)軸承產(chǎn)生任何損壞。但是,當(dāng)馬達(dá)運(yùn)行一段時(shí)間后,隨著潤(rùn)滑油溫度升高,峰值電流會(huì)達(dá)到5-10A,這會(huì)產(chǎn)生飛弧,在軸承部件的表面形成小坑。

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