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由于有部分電流流過軸承,此時這個電流是處于斷續接通狀態的。而斷續連接的電路則會產生電弧,因此就會導致燒毀軸承。
交流電機軸承中電流流動的原因主要有兩個。一是內部電磁場不平衡引起的感應電壓,二是雜散電容引起的高頻電流通路。
理想交流感應電機內部的磁場是對稱的。當三相繞組的電流相等且相位差為120°時,電機軸上不會感應出電壓。當變頻器輸出的PWM電壓導致電機內部磁場不對稱時,軸上會感應出電壓,幅度為10 ~ 30V,與驅動電壓有關。驅動電壓越高,軸上的電壓越高。
當這個電壓值超過軸承中潤滑油的絕緣強度時,就會形成電流通路。在軸旋轉的過程中,在某個時刻,潤滑油的絕緣阻擋了電流。這個過程類似于機械開關的通斷過程,在這個過程中會產生電弧,電弧會燒蝕軸、球、軸碗的表面,形成凹坑。如果沒有外界振動,小凹坑不會有太大影響,但如果有外界振動,就會產生溝槽,對電機的運行影響很大。
此外,實驗表明軸上的電壓還與變頻器輸出電壓的基頻有關。基頻越低,軸上的電壓越高,軸承損壞越嚴重。
電機運行初期,潤滑油溫度較低時,電流幅值為5-200 Ma,這樣小的電流不會對軸承造成任何損傷。但當電機運行一段時間后,隨著潤滑油溫度的升高,峰值電流會達到5-10 A,會產生閃絡,在軸承零件表面形成凹坑。
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