測定電機軸電壓的目的是為了解電機軸電流的大小。電機的軸電流大到一定程度時,會造成電機軸承過熱、軸承或軸承位出現(xiàn)燒痕,甚至損壞軸承,同時可能會產(chǎn)生細小的金屬顆粒進入軸承潤滑脂(油),導致軸承磨損甚至發(fā)熱散架。
這種損害主要發(fā)生在h315及以上變頻電源供電電機及普通大中型電機中。相比較,當前的變頻電源供電現(xiàn)象較為普遍,因而由于軸電流導致的軸承系統(tǒng)問題也相對多見,特別是大規(guī)格電機及高壓電機,該問題更相對集中。
但軸電壓如何測試?電壓限值又是多少?不少的電機廠家都在采取相關(guān)的測試并采取措施控制;有的電機廠家或是修理廠只是對個別因使用時發(fā)現(xiàn)軸電流對軸承產(chǎn)生產(chǎn)影響的電機進行測量,并在改進設(shè)計或修理時進行處置。
● 測試時,被試電機應在額定電壓、額定轉(zhuǎn)速下運行。
● 用高內(nèi)阻交流毫伏表(如晶體管或熱電勢毫伏表、數(shù)字毫伏表等)先測定軸兩端的電壓u1,即電機轉(zhuǎn)子兩端軸電壓差,正常情況下該電壓主要由轉(zhuǎn)子徑向磁場不對稱或存在軸向交變磁場而導致的軸電壓。
● 將轉(zhuǎn)軸一端與其軸承座短接并接地,測量另一端軸承座對地的電壓u2。
● 測點表面與電壓表引線應接觸良好。
● 試驗時還應同時分別檢查軸承座與金屬墊片、金屬墊片與金屬底座間的絕緣電阻。
通常u1=u2,若u1與u2相差10%以上,則表示絕緣墊等絕緣不良或存在較大的測量誤差。當u1=u2時,說明絕緣墊絕緣良好。當u1>u2時,說明絕緣墊絕緣不好。當u1<u2時,說明沒有測量準確,應檢查測量方法與儀表是否準確,重新測量。
由于磁通的不對稱而在電機的兩端產(chǎn)生交流電壓。磁通的不對稱大致有以下原因:1)由于定子鐵芯局部磁阻較大,如定子鐵芯的銹蝕等導致局部磁阻過大;2)由于定子與轉(zhuǎn)子氣隙不均勻造成磁通的不對稱3)由于分數(shù)槽電機的電樞反應不均勻,引起轉(zhuǎn)子磁通的不對稱。
軸電壓雖然不大,一般在1~30v(ac),但具有較大的能量,如果在電機兩端通過地形成回路,則該電壓源作用下將在轉(zhuǎn)子的一端通過軸承到外殼或地再到另一端上產(chǎn)生非常大的軸電流?;蛘哒f,控制軸電壓的根本目的在于預防大電流對軸承系統(tǒng)的損傷,軸電壓本身對電機影響其實微乎其微。
預防軸電流損害的措施一種是切斷回路法,另一種則是降低電壓法,或是泄流法,通常采取的措施有:(1)增加接地碳刷(有剛性和柔性兩種);(2)采用絕緣軸承套;(3)采用絕緣軸承法。
●變頻電機軸電壓由變頻器輸出pwm感應產(chǎn)生,其信號頻譜類似變頻器輸出pwm波的頻譜,諧波含量豐富。因此,需要寬頻帶的電壓表或測量裝置
● 軸電壓的差模電壓很低,一般在10v以內(nèi),但是,共模電壓較高,具體與軸承絕緣及電機內(nèi)的分布參數(shù)等相關(guān),但是,必定低于輸出的pwm電壓,選擇儀表需要注意。
●由于軸電壓是感應信號,要求電壓表或測量裝置具有很高的輸入內(nèi)阻,否則,信號經(jīng)過測量回路泄露,測量到的信號相對實際信號會有較大衰減。
差模電壓等于兩個輸入信號電壓的差值,共模電壓等于兩個輸入信號電壓的平均值;差模電壓一般是有用的傳感信號,共模電壓一般是有害的溫度等漂移造成的;對差模電壓給予盡可能高的放大,對共模信號給予盡可能的抑制。