軸電壓
編輯由于與電機繞組的泄漏、感應或電容耦合,電動機和發電機中會出現軸電壓。 它可能發生在由變頻驅動器驅動的電機中,通常用于加熱、通風、空調和制冷系統。 直流電機可能具有來自電樞繞組的泄漏電流,從而為軸提供能量。 軸電壓引起的電流會導致電機軸承劣化,但可以通過軸上的接地刷、電機框架的接地、軸承支架的絕緣或屏蔽來防止。
電機(或發電機)本身的非對稱磁場可以感應出軸電壓。 軸電壓的外部來源包括其他耦合的機器,以及由于橡膠帶在驅動皮帶輪上摩擦而產生的靜電。
每個轉子與電機的電氣繞組都有一定程度的電容耦合,但有效的串聯電容器充當高通濾波器,因此耦合在 50–60 Hz 線路頻率下通常較弱。 但是,由于絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 的千赫茲開關會產生用于控制電機的脈寬調制,因此許多變頻驅動器 (VFD) 會在驅動電機的軸上感應出很大的電壓。 高頻接地電流的存在會導致火花、電弧和電擊,并可能損壞軸承。
對策
編輯用于盡量減少此問題的技術包括:絕緣、備用放電路徑、法拉第屏蔽、絕緣軸承、陶瓷軸承、接地刷和軸接地環。
法拉第盾
靜電屏蔽感應電機 (ESIM) 是解決軸電壓問題的一種方法,因為絕緣可將電壓水平降低到介電擊穿以下。 這有效地阻止了軸承退化,并提供了一種解決方案來加速由脈沖寬度調制 (PWM) 逆變器引起的凹槽引起的軸承磨損。
接地刷
通過在 VFD 電動機的非驅動端或驅動端安裝接地電刷裝置將軸接地,可提供從電機軸到電機外殼的備用低阻抗路徑。 這種方法引導電流遠離軸承。 它通過不允許在轉子上建立電壓來顯著降低軸電壓并因此降低軸承電流。 低維護接地電刷已經過現場測試并證明可以在 1800rpm 下運行長達 10 年,同時保持必要的目標電壓,從而在電刷的整個使用壽命期間防止電氣軸承損壞。
軸接地環
軸接地環 (SGR) 類似于接地電刷,不同之處在于該電刷使用導電微纖維,從電機軸到地面形成低阻抗路徑。
絕緣軸承
絕緣軸承消除了電流通過軸承接地的路徑。 但是,安裝絕緣軸承并不能消除軸電壓,軸電壓仍會找到最低阻抗接地路徑。
如果路徑恰好通過驅動負載或通過某些其他組件,這可能會導致問題。
屏蔽電纜
通過在 VFD 和電機之間安裝具有極低阻抗路徑的屏蔽電纜,可以顯著改善高頻接地。 一種流行的電纜類型是連續波紋鋁護套電纜。
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