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 軸承絕緣設(shè)計對變頻電機的重要性

變頻電機是三相負載,個別相經(jīng)電動機的雜散電容與地耦合。雜散電容雖然小,但為逆變器輸出電壓高dv/dt產(chǎn)生的瞬態(tài)電流對地提供低阻抗路徑。雜散電容之一就是電動機的軸承,潤滑劑的薄膜構(gòu)成電介質(zhì)。由于電力電子逆變器工作時,電機磁路不對稱產(chǎn)生環(huán)形磁通而感應(yīng)交流電壓、轉(zhuǎn)軸上靜電聚集產(chǎn)生電壓以及變頻器三相輸出電壓瞬時值不為零,導(dǎo)致中性點不為零,從而產(chǎn)生共模電壓等因素合成產(chǎn)生軸到地電壓,其中共模電壓是造成軸電壓和軸承與泄漏電流的主要原因。若軸電壓超過軸承潤滑劑的介質(zhì)能力,對軸承產(chǎn)生放電加工。由于軸承的滾道上有可能存在凸出點,旋轉(zhuǎn)時通過該處的軸承電流斷開,從而引起電弧,灼傷金屬表面,在軸承的座圈內(nèi)出現(xiàn)橫向溝槽、凹坑或粗糙面,明顯加速軸承的磨損,先是產(chǎn)生不正常噪聲,后至軸承燒毀。一般軸電壓高于500mV(峰值)時,為避免軸承受到電腐蝕,就要求對軸承采用絕緣措施。

在電機設(shè)計中,對容量超過160kW的變頻電機應(yīng)采用軸承絕緣技術(shù)措施,以限制軸電流在0.4A/mm2以下,保證電機的可靠運行。采取的措施有:
(1)抑制電源諧波,采用逆變器供電的調(diào)速系統(tǒng)加裝濾波器或配套變頻調(diào)速裝置加設(shè)共模濾波電路;
(2)采用電機負荷側(cè)軸承接地、非負荷側(cè)軸承絕緣的方法。
a.絕緣軸承;b.在軸承內(nèi)圈或外圈表面等離子均勻噴涂50~100μm絕緣層;c.端蓋軸承室加套,套和端蓋間加絕緣層;d.緊固內(nèi)外蓋螺栓加絕緣套管和絕緣墊等。
(3)導(dǎo)電潤滑劑;
(4)軸接地系統(tǒng),即采用接地電刷裝置。