电动机轴电压和轴电流的产生
分类:市场观察

  机轴两端的交流型电压。由于定子铁芯采用扇形冲压片、转子偏心、扇形片的磁导率不同以及冷却和夹紧用的轴向导槽等发电机和运行原因引起的不对称,产生交链转轴的交变磁通,在发电机大轴两端产生电位差。这种交流轴电压一般为1~10V,但具有较大的能量。如果不采取有效措施,轴电压经过轴轴承机座等处形成一个回路,由于回路

  大型汽轮发电机组普遍采用静态励磁系统。静态励磁系统因晶闸管整流引入了一个新的轴电压源。静态励磁系统将交流电压通过静态晶闸管整流输出直流电压供给发电机励磁绕组,此直流电压为脉动型电压。对于采用三相全控桥的静态励磁系统,其励磁输出电压的波形在1个周期内有6个脉动。这个快速变化的脉动电压通过发电机的励磁绕组和转子本体之间的电容耦合在轴对地之间产生交流电压。此种轴电压呈脉动尖峰,其频率为300Hz(励磁系统交流侧电压频率为50Hz),它叠加到磁路不对称引起的轴电压上,使油膜承受更高的尖峰电压,在增大到一定程度时击穿油膜,形成电流而造成机械部件的灼伤和损坏。

  在汽轮机内部,高速流动的湿蒸汽与汽轮机低压缸叶片摩擦在汽轮机低压缸内产生的直流型电压。这种静电效应并非经常存在,在某种蒸汽条件下才能出现。随着运行工况的不同,这种性质的轴电压有时会很高。转子绕组一点接地以及润滑油与油管之间的摩擦带电也产生类似的直流型电压。

  发电机中存在各种环绕轴的闭合回路,如集电环装置和转子端部绕组,在设计考虑不周或转子绕组发生匝间短路时,它们的磁动势不能相互抵消,就会产生一个轴向的剩余磁通,该磁通经轴、轴承和旋转电机的底板而闭合。此外当发电机严重短路或其他异常工况下,经常会使大轴、轴瓦、机壳等部件磁化并保留一定的剩磁。磁力线流经轴瓦,当机组大轴转动时,就会产生电动势,称为单极电动势。单极效应产生的轴电压表现为直流分量,并随负载电流而变化。

  1、磁不平衡产生轴电压 电动机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,造成在磁路中存在不平衡的磁阻,并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴,在轴的两端感应出轴电压。

  2、逆变供电产生轴电压 电动机采用逆变供电运行时,由于电源电压含有较高次的谐波分量,在电压脉冲分量的作用下,定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应,使转轴的电位发生变化,从而产生轴电压。

  3、 静电感应产生轴电压 在电动机运行的现场周围有较多的高压设备,在强电场的作用下,在转轴的两端感应出轴电压。

  4、外部电源的介入产生轴电压由于运行现场接线比较繁杂,尤其大电机保 护、测量元件接线较多,哪一根带电线头搭接在转轴上,便会产生轴电压。

  5、其他原因 如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。 轴电压建立起来后,一旦在转轴及机座、壳体间形成通路,就产生轴电流。

  在负载恒定的情况下,长期运行的电动机的容量应等于或略大于生产机械所需的功率/传动效率。

  应依据反映负载变化规律的负荷曲线,确定经济负载率(电动机效率最高时的负载率)。

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