加熱爐鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)行過(guò)程中遇到負(fù)載端軸承加熱的問(wèn)題。兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)在運(yùn)行半年內(nèi)，電機(jī)負(fù)載端軸承嚴(yán)重加熱。軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂熔化，軸承在短時(shí)間內(nèi)鎖定，電機(jī)堵塞跳閘，導(dǎo)致加熱爐停止，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生很大影響。之后，檢查發(fā)現(xiàn)軸承箱內(nèi)沒(méi)有潤(rùn)滑脂，軸承加熱變黑，內(nèi)外有摩擦板條燒損圖案。根據(jù)這種情況，我們判斷軸承電流是電機(jī)負(fù)載端軸承加熱的主要原因。

1　軸承電流的原因和危害

感應(yīng)電機(jī)中始終存在電機(jī)軸承電流。在正弦波電源的驅(qū)動(dòng)下，由于電機(jī)轉(zhuǎn)子槽尺寸的偏差、磁性材料定向性能的變化或電源的三相不平衡、電機(jī)磁通量的不平衡，軸電壓和軸承電流產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子軸上。軸承電壓幅值小，危害小。由變頻器驅(qū)動(dòng)，由于原理的不同，電機(jī)軸承電流的危害大大增加。通用變頻器多用PWM逆變電路采用高頻功率元件IGBT等等)，在電機(jī)上得到類(lèi)似正弦的電壓波形。三相電壓基波分量的產(chǎn)生矢量為零，但實(shí)際上每時(shí)每刻三相電壓矢量不為零，三相電壓不平衡。共模電壓范圍等于變頻器直流側(cè)電壓，頻率等于逆變器開(kāi)關(guān)頻率。共模電壓通過(guò)固定轉(zhuǎn)子之間的靜電容耦合在轉(zhuǎn)子軸上，產(chǎn)生相同頻率的軸電壓。一般變頻器逆變器側(cè)載波頻率高，在10kHz以上，定子和電纜的頻率過(guò)高，產(chǎn)生非常高的頻率dv/dt增加波形畸變。由于靜電蓮花，電機(jī)各部分之間有不同大小的分布電容，產(chǎn)生電機(jī)的零序電路，通過(guò)軸承的地面放電產(chǎn)生軸承電流。通常，軸承球漂浮在潤(rùn)滑脂形成的油膜中。當(dāng)油膜因某種原因損壞或過(guò)大時(shí)，潤(rùn)滑膜起絕緣作用dv/dt軸承電壓通過(guò)油膜放電，放電電流在軸承內(nèi)外環(huán)和球上燃燒。長(zhǎng)期運(yùn)行將發(fā)展成摩擦板圖案，提高軸承溫度，熔化潤(rùn)滑脂，使軸承運(yùn)行更差。

2　共模電流路徑

由于靜電蓮花，電機(jī)各部分之間有或大或小的分布電容，產(chǎn)生電機(jī)轉(zhuǎn)子上共模電流的釋放路徑。大多數(shù)共模電流通過(guò)定子-外殼-地板-變頻器外殼的路徑，少數(shù)通過(guò)定子-轉(zhuǎn)子-轉(zhuǎn)子-軸承-外殼-地板-變頻器外殼的路徑。當(dāng)變頻器接地與電機(jī)外殼之間的阻抗高于變頻器外殼與負(fù)載之間的阻抗時(shí)，也會(huì)帶來(lái)軸向延伸電流。通過(guò)定子-外殼-旋轉(zhuǎn)軸-負(fù)載端軸承（電機(jī)）-旋轉(zhuǎn)軸-軸承（負(fù)載）-地板-變頻器外殼的電路釋放，不僅會(huì)危及電機(jī)負(fù)載端軸承，還會(huì)危及負(fù)載軸承和旋轉(zhuǎn)軸器。后雙共模電流通過(guò)電機(jī)軸承，第 二種方式造成更大的危害。

3　軸承電流抑 制的常見(jiàn)措施

抑 制軸承電流的方法有很多，比如在變頻器的導(dǎo)出側(cè)安裝正弦波濾波器，以提高導(dǎo)出電流的波形；絕緣電機(jī)一端的軸承切斷電機(jī)轉(zhuǎn)軸和軸承的環(huán)流；在電機(jī)輸出軸上安裝接地碳刷，以抑 制軸通過(guò)負(fù)載接地的延伸電流。這些方法可以抑 制相應(yīng)的方法。

4　風(fēng)機(jī)負(fù)載端軸承損壞過(guò)程分析

基于上述軸承電流的原理，結(jié)合電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，闡述了軸承的損壞和故障是一個(gè)過(guò)程。軸承電流是主要原因。同時(shí)，機(jī)械振動(dòng)和潤(rùn)滑脂消耗是次要原因，促進(jìn)了軸承電流的產(chǎn)生，并在一定程度上加劇了危害。風(fēng)機(jī)電機(jī)投入使用后，由于軸承間隙對(duì)稱大威脅，因?yàn)檩S承間隙對(duì)稱，潤(rùn)滑充分，潤(rùn)滑油膜對(duì)稱。隨著潤(rùn)滑脂消耗的增加，負(fù)載端振動(dòng)的增加首先導(dǎo)致負(fù)載端軸承間隙的增加，軸承電壓的嚴(yán)重滲透和放電，軸承電流的增加，導(dǎo)致負(fù)載端軸承內(nèi)部通道的電燃燒、溫度升高和潤(rùn)滑脂液化，直到軸承嚴(yán)重?fù)p壞和熱損壞。因此，我們認(rèn)為應(yīng)該使用各種方法來(lái)減少和抑 制軸承電流。絕緣軸承和其他方法暫時(shí)不被考慮，因?yàn)樗茈y實(shí)現(xiàn)。

5　應(yīng)對(duì)策略和實(shí)際效果

采取以下措施減少電機(jī)發(fā)熱和燃燒。

（1）重新校準(zhǔn)電機(jī)和負(fù)載，澆筑電機(jī)安裝平臺(tái)基礎(chǔ)，增加地腳厚度，提高電機(jī)地腳剛度，減少運(yùn)行振動(dòng)；

(2)電機(jī)負(fù)載端軸承(易潤(rùn)潤(rùn))在線潤(rùn)潤(rùn)設(shè)備Easylube），該設(shè)備可以用螺釘固定在負(fù)載軸承的注油孔上。它使用鋰電池供電，并使用全智能芯片和特殊的檢測(cè)設(shè)備來(lái)控制內(nèi)部電機(jī)。它通過(guò)齒輪組驅(qū)動(dòng)螺桿和壓板來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞，并根據(jù)設(shè)定周期每天分配油杯中的潤(rùn)滑脂。它定期和定量地注入軸承，這是一個(gè)很好的改進(jìn)和潤(rùn)濕。根據(jù)實(shí)際測(cè)量，在同一環(huán)境下，在線注油后，負(fù)載軸承溫度降低7℃。根據(jù)電機(jī)軸承潤(rùn)滑脂的消耗，設(shè)置不同的周期：新電機(jī)、新軸承、環(huán)境溫度低、設(shè)置時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、軸承損壞或環(huán)境溫度高的設(shè)置周期短。這種靈活的使用可以有效地確保軸承有足夠的潤(rùn)滑，避免潤(rùn)滑脂消耗后的惡性循環(huán)；

(3)使用10個(gè)電機(jī)外殼和負(fù)載機(jī)械設(shè)備mm2上述銅電纜連接后接地，與變頻器外殼和接地線連接，電位相同。這樣可以有效降低電機(jī)轉(zhuǎn)子-外殼-電機(jī)負(fù)載端軸承-軸-負(fù)載側(cè)軸承-接地電路的軸延電流，降低負(fù)載端軸承的加熱；

(4)安裝在變頻器輸出側(cè)dv/dt濾波器可以減少變頻器輸出電流中的波形畸變，提高電機(jī)和電纜的使用壽命，減少電機(jī)和電纜的使用壽命dv/dt降低軸承的峰值電壓dv/dt通過(guò)峰值電壓抑 制軸承電流的產(chǎn)生；

(5)縮短電機(jī)軸承的維護(hù)周期，每運(yùn)行4000小時(shí)(約6個(gè)月)后取出電機(jī)，拆卸后檢查軸承的磨損情況，徹 底清洗并注入脂肪，磨損嚴(yán)重時(shí)及時(shí)更換。

6　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述措施的綜合實(shí)施，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，完全濕潤(rùn)，電機(jī)軸承溫升保持在可接受范圍內(nèi)，電機(jī)跳閘設(shè)備故障不再發(fā)生，為加熱爐的生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。