同步電機軸電流的分析與防范

1、同步電機軸電流的分析與防范劉 昶 (寬厚板廠摘 要 本文分析了同步電機軸電流產(chǎn)生的原因及其危害性,介紹了防止電機軸電流產(chǎn)生的方法與措施。關鍵詞 同步電機 軸電壓 軸電流 防范措施1 前言鄂鋼寬厚板廠精軋機2臺主傳動同步電機功率均為9000k W。在電機運行過程中,如果在兩軸端或電機轉軸與軸承間有軸電流存在,那么將大大縮短電機軸承的使用壽命。為了保證精軋機2臺主傳動同步電機的正常運行,有必要防范其軸電流的產(chǎn)生。下面針對大型同步電機軸電流產(chǎn)生的原因及防范措施作簡要分析與介紹。2 軸電流的產(chǎn)生只要電機在運行,轉子軸兩端之間或軸與軸承之間就會產(chǎn)生電位差,這個電位差叫軸電壓。一般工頻電機的軸電壓主要是由

2、于磁不平衡、逆變供電、靜電感應、外部電源介入等原因造成。由于鄂鋼寬厚板廠2臺主傳動同步電機通過P WM變頻電源供電,變頻器的P WM脈寬調(diào)制會導致調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)中高頻諧波成份增多,這些諧波分量會在轉軸部分產(chǎn)生電磁感應電壓,這種高頻振蕩的電磁感應電壓與轉子的容性耦合,就會產(chǎn)生轉軸對地的脈沖軸電壓。若軸電壓通過電機轉軸、兩端軸承、電機底座或編碼器形成閉合回路,則產(chǎn)生軸電流。正常情況下,軸電壓較低,軸承內(nèi)部的潤滑油膜起絕緣隔離作用,不會產(chǎn)生軸電流;但是當軸電壓較高時,就會放電擊穿潤滑油膜形成回路產(chǎn)生軸電流。在交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中,這種高頻軸電流對軸承的電蝕破壞最大。電機運行過程中,轉軸與潤滑流體摩擦,會

3、在轉軸上產(chǎn)生靜電荷,靜電荷逐漸積累就產(chǎn)生軸電壓。當旋轉的轉軸接觸到軸體以外部件時,就會通過該部件放電,否則繼續(xù)積累靜電荷,導致軸電壓過高,最終擊穿軸承潤滑油膜放電。這種現(xiàn)象重復發(fā)生就會對軸承造成傷害。如前所述,軸電流的產(chǎn)生都是源于軸電壓。根據(jù)西門子公司提供的同步電機說明,軸端對地電位50V 就會對軸承造成嚴重傷害。3 防范措施幾乎所有電機在運行過程中或多或少都會產(chǎn)生軸電壓,無法避免。當軸電壓擊穿軸承的潤滑油膜,給軸電流形成通路時,就形成對軸承的傷害。既然無法避免軸電壓的產(chǎn)生,那就要采取措施減小軸電壓并 阻止軸電流的產(chǎn)生。圖1 軸電流回路針對電磁感應產(chǎn)生軸電壓,在電機安裝過程中,首先保證了安裝質(zhì)

4、量,即保證定子、轉子間氣隙對稱,轉子旋轉時軸向和徑向串動嚴格控制在標準范圍內(nèi),這樣可避免磁通不對稱而產(chǎn)生軸電壓。電機轉軸、軸承、電機底座或編碼器可以形成軸電流閉合回路,如圖1所示。從圖1中可以看出,有4個可能的接地點,(下轉第19頁302009年第2期3.6 熱機械軋制(TMT M(Ther m o M echanical Ro lli n g是通過控制軋制溫度以獲得細小晶粒,改善材料綜合機械性能的工藝。在T M軋制期間,整個道次計劃是由軋機L2級計算,其中包括計算軋件中間冷卻厚度和冷卻時間,以達到所要求的溫度和殘余應變。為了提高軋機利用率,T M軋制一般采用多塊鋼交叉軋制的方式,軋機L2上的

5、軋機節(jié)湊控制功能在其它軋件冷卻期間組織其它坯料進行軋制。4 系統(tǒng)評價及調(diào)試、生產(chǎn)建議鄂鋼寬厚板廠引進的西門子奧鋼聯(lián)軋機L2系統(tǒng)可以提高產(chǎn)品尺寸控制精度,提高成材率,減輕崗位操作人員負擔,保證設備安全運行;利用數(shù)據(jù)庫文件,有利于工程技術人員進行軋機性能分析、故障分析和產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計分析。鄂鋼寬厚板廠已進入全面調(diào)試和試生產(chǎn)階段,特別需要重點研究、測定并穩(wěn)定各級控制系統(tǒng)和設備的能力,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行?；诖?特提出以下幾點建議:1嚴格功能考核和驗收考核。寬厚板軋機L2系統(tǒng)及其他設備和控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎就是保證設備和各項系統(tǒng)的完整性和可靠精度,因此必須嚴格按照保證值指標進行考核驗收。2轉變工作重點。

6、在前期設備安裝階段的首要任務是不斷學習,詳盡掌握設備情況,后期的工作重點則需調(diào)整到充分發(fā)掘軋線的能力上。3系統(tǒng)維護與安全運行。應當重視系統(tǒng)和設備的檢修和保養(yǎng)問題,避免出現(xiàn)設備保養(yǎng)滯后、達不到保養(yǎng)標準,特別是在調(diào)試和生產(chǎn)初期應當密切關注檢測儀器、儀表的運行情況,保證其運行精度。4熟悉警報,做好預案。系統(tǒng)調(diào)試完成后程序等軟件故障基本被排除,操作及技術人員需準確理解系統(tǒng)中的引導性警報和明確警報,通過預案演練,要求能迅速完成故障排除工作。5處理好生產(chǎn)達產(chǎn)與產(chǎn)品開發(fā)的關系。寬厚板投產(chǎn)初期,市場嚴峻,生產(chǎn)達產(chǎn)、品種開發(fā)任務繁重,除考慮軋機能力與工藝限制等條件外,應當處理好新產(chǎn)品的小批量試制與成熟產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的關系,做到優(yōu)化排產(chǎn)。(上接第30頁分別是:a聯(lián)軸器聯(lián)結的軋機設備、b電機傳動側軸承、c電機非傳動側軸承和d電機非傳動側安裝的編碼器。當電機運轉起來形成軸電壓后,一旦軸承的潤滑油膜擊穿,a-c、b-c、b-d與電機底座之間都可以形成軸電流回路。所以在安裝過程中,在電機兩端的軸承與電機底座之間加絕緣墊(1M ,并使編碼器與電機本體絕緣。這樣就消除了形成軸電流回路的可能性。對于磨擦靜電產(chǎn)生軸電壓,在電機轉軸的傳動端安裝接地碳刷,與轉軸可靠接觸,保證轉軸為零電位,隨時將軸上靜電荷引向大地,這樣就消除了由于摩擦靜電產(chǎn)生軸電流的可能性。4 結語隨著大型交流變頻電機的