专题讨论-大容量电机轴电流的危害及抑制

轴电流问题

电机运行过程中，转轴两端会产生电位差，即轴电压。在小型电机中，轴电流很小，一般感觉不到；但对于大型电机来说，轴电压往往高到足以击穿轴承内具有绝缘作用的油膜，产生轴电流，流经转轴、轴承和底板形成的回路，造成轴颈和轴瓦上出现电麻点或搓板状烧痕，或滚动轴承过热烧损。

轴电流产生原因

轴向电流是由两个因素引起的：(1)磁路不均匀不对称引起的单极效应；(2)电容电流。

关于单极效应

单极效应是单极电机的特征描述。所谓单极电机，是指从电枢的一端看去，为单极性的无换向器DC电机。电枢是金属圆盘(作为径向导体组合)或圆柱体(作为轴向导体组合)。电枢导体旋转时，在电枢导体中感应出同方向的径向或轴向电动势，可作为低压大电流的供电装置。为了降低接触压降和电刷摩擦损耗，采用液态金属集流体。图1是单极电机的模型图。

1个圆柱形铜转子；2.用于将电枢固定在转子上的盘状支架；

3转轴；4空心圆柱形定子轭；5两个环形励磁线圈；

电枢两端有6个碳刷。

图1

大容量高压电机“单极效应”

由于装配和自身原因，大容量高压电机容易造成磁通不对称，从而导致轴两端产生电压，称为“单极效应”，即图1所示的单级磁场效应。当重要官员两端的电压足以突破轴与轴承之间的油膜时，就会发生放电，形成轴电流，逐渐恶化润滑和冷却的油质量，严重时轴承会烧坏，被迫停机造成事故。

磁通不对称有以下几个原因：(1)定子和转子气隙不均匀导致磁通不对称；定子铁芯局部磁阻过大，如定子铁芯腐蚀，或现场分体式定子铁芯(多为水轮发电机)装配接合不良；分数槽电机电枢反应不均匀导致转子磁链不对称。

电容电流

电容电流，也称位移电流，不同于电荷定向运动形成的电流，并不是真正从故障点流向大地，而是电容充放电产生的等效电流。对于交流电，因为电流是不断变化的，所以这个等效电流始终存在。

防止轴电流的措施

提高轴承座对地绝缘，切断轴电流回路；

在轴上安装接地电刷，将轴电流沿电刷向大地放电，减少轴电流对轴瓦(或轴承)的损坏。

所以大容量的高压电机有防止轴电流的措施：一般在无负载端加绝缘垫，阻断轴电流；另一种方法是用大型电机的碳刷将两端的轴承短路，这样轴电流就不会流过轴承。

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