电机轴电流的分析

1 电机轴电流的分析

电机轴电流的分析轴电流的存在对电动机轴承的使用寿命具有极大的破坏性，根据现场实际运行情况，分析其产生的原因，采取装设转轴接地碳刷、加强非轴伸端轴承座与支架的绝缘等有效措施，从而从根本上解决轴电流危害的问题。

1 轴电流的危害在电动机运行过程中，如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存在，那么对于电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时，严重的甚至只能运行几小时，给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。

2 轴电压和轴电流的产生 (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。

3 轴电流对轴承的破坏正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜的存在，起到绝缘的作用。对于较低的轴电压，这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能，不会产生轴电流。但是当轴电压增加到一定数值时，尤其在电动机启动时，轴承内的润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜而放电，构成回路，轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过，由于该金属接触点很小，所以这些点的电流密度大，在瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面上烧出小凹坑。一般由于转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高，通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。

4 轴电流的防范针对轴电流形成的根本原因，一般在现场采用如下防范措施：

(1) 在轴端安装接地碳刷，以降低轴电位，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，以此消除轴电流。 (2) 为防止磁不平衡等原因产生轴电流，往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，以切断轴电流的回路。

2 对电动机轴电流的分析及防范

通常在大型电机中特别是采用扇形冲片迭制铁心的电机, 如果磁场不对称等

易产生轴电流。近年来采用变频调速驱动装置的电机也

出现不容忽视的轴电流 , 导致电机的轴承过早损坏, 直接影响和降低了电动机运行的可靠寿命, 引起电机用户和电机维修厂商的关注。

炼铁厂一台新电机为湘潭电机厂生产，型号为 YKK450－

4，额定容

量为 56 0 kW，额定电压 6 kV，额定转速 1 490 r/min，

额定电流 66.5 A， F 级绝缘，其电机轴承为滚动轴承，装

在某炉的二次风机上。 2002 年 8 月 24 曰首次投运后，安

自电机驱动端轴承温度出现异常，至 9 月 1 曰，温度达

到 86 ℃ ，电机 6 个测温点报警，同时驱动端振动增大，

用远红外测温装置测量电机本体温度为 60 ℃，国产黄油

润滑脂大量以液体形式流出。因特殊原因，当时该炉不

能停运，故只能采取紧急措施，用轴流风机对电机通风降温，电机驱动端轴承温度有所下降。 2002 年 9 月 9 曰，停炉后对电机进行解体

检查，发现转子驱动端 NU228E、 6228E 2 套轴承严重过热、

变黑，轴承及轴承盒内已无润滑油脂，轴承盒内套磨出

0.5 mm 左右的沟槽，轴承盒外盖止口磨掉 1 mm 左右，轴

承盒内分布着大量黑色铁末；同时，轴承内套轨道存在

大量麻坑，电机本体内外存有大量溢出的黄油，非驱动

端 NU228E 轴承内套轨道上磨出多道划痕。电机轴承小盖

及轴承盒磨损严重。由于电机有振动现象，轴承小盖及轴

承盒磨损也非常严重，当时检修人员认为是转子轴承机

械配合不好。检修中更换了转子驱动端 NU228E、 6228E 2 套

轴承，非驱动端 NU228 轴承；更换了与轴承配套的耐高

温润滑脂，重新制作了轴承盒并加装新内套。检查电机通风道未发现问题。检修完毕，电机通电运行 30 min 后，发现驱动端轴

承温度已达 86 ℃，决定立即停运。解体后发现轴承内套轨道有大量麻点，已不能使用。从 2 次损坏的轴承内套看，其轨道上都存在大

量麻点。仔细观察，发现这些麻点都是由放电产生。引起

放电的原因是电机转子存在较大轴电压，在此电压下电

机产生严重的轴电流，电流通过转子和轴承时发生放电

现象，使轴承内套产生麻点。麻点又使轴承与转子间的

摩擦阻力加大，轴承温度迅速上升。在电机首次投运后，曾出现轴承温度异常现象，此温度异常与轴电流引起的

麻点有关，温度升高造成了轴承盒与轴承外套配合出现

问题，引起轴承与轴承外套相对运动并磨损轴承盒外盖

和内套；同时也使得轴承温度继续升高，黄油受热熔化

溢出。由于磨损严重，电机驱动端轴承出现位移，造成转

子驱动端与非驱动端不同心，轴承径向受力不均，致使

轴承滚柱与内套磨出划痕。在第一次检修时，由于轴承

小盖及轴承盒磨损非常严重，机振动明显，械划伤的痕迹掩盖了大部分放电麻点，电机再加上轴电流在电机轴承上引起的烧损事故

较少，从而使检修人员忽略了轴电流的存在。有时轴电流 3 作用在电机轴承上引起轴承烧损的事故不会引起人们

的注意。在发生轴承烧损事故时，往往只注意从机械配

合方面考虑。更换新轴承后，因为电机的轴电流并没有消除，又引起轴承烧损事故，造成不必要的损失。使用滚动轴承的大、中型电

机，一旦发生轴承损坏事故，在检修中要特别注意检查

轴承表面痕迹。凡是轴电流引起的烧伤，在拆出轴承检

查时会发现轴承内外圈跑道上有像搓板样的条形烧伤痕迹，这是轴电流对滚动轴承破坏的共同特征。同时其表面还伴有麻点、伤痕，有

的甚至还有裂纹出现。同时，电机轴承温度上升很快，并伴有润滑油脂流出。造成搓板样的烧痕是由于滚柱或滚珠在轴承圈的跑道上滚动和辗压跑道时，在辗压接触地方，接触电阻很小，并将润滑脂

挤向两侧，当滚动体将要离开原位置时，产生小间隙，这时会有放电现象产生，类似于电火花作用和影响，将

跑道表面烧成线条状痕迹。线条的个数与轴电流频率、电机转速和轴承内状况有关。当后来的滚动体继续向前转动时，因辗压使烧痕压

平、压光，所以跑道表面会出现光亮。轴电流的存在对电动

机轴承的使用寿命具有极大的破坏性，根据现场实际运

行情况，分析其产生的原因，采取装设转轴接地碳刷、加

强非轴伸架的绝缘等有效措施，从而从根本上解决轴电流危害的问题. 1 轴电流的危害在电动机运行过程中，如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存在，那么对于电机轴承的使用寿命将会大大

缩短。轻微的可运行上千小时，严重的甚至只能运行几

小时，给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承

损坏及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。 2 轴电压和轴电流的产生轴电压是电动机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压，其产生原因一般有以下几种： (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

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电机轴电流

本文转载自湘电集团

中文名称：

轴电流

英文名称：

shaft current

定义：

由于发电机磁场不对称，发电机大轴被磁化，静电充电等原因在发电机轴上感应出轴电压，引起的从发电机组轴的一端经过油膜绝缘破坏了的轴承、轴承座及机座底板，流向轴的另一端的电流。

轴电流引起油碳化的原因分析与处理 1 原因分析

根据同步发电机结构及工作原理，由于定子铁芯组合缝、定子硅钢片接缝，定子与转子空气间隙不均匀，轴中心与磁场中心不一致等，机组的主轴不可避免地要在一个不完全对称的磁场中旋转。这样，在轴两端就会产生一个交流电压。正常情况下要求机组转动部分对地绝缘电阻大于0.5MΩ,如果在大轴两端同时接地就可能产生轴电流。

2 原因查找及处理

2.1 接地点的查找

能否找到大轴两端的接地点是问题的关键。由于该机组水导轴承采用水润滑橡胶轴承，在正常运行时，水导轴承内、转轮室里均充满水或非常潮湿。由于转动部分的绝缘电阻基本为零，这样大轴下部接地已在所难免。而大轴上部可能接地的部分有上导轴承、推力轴承和受油器等，测量结果均为合格。为了查找另一接地点，在水导瓦的橡胶端部用500 V摇表测绝缘，电阻为零。为了进一步验证，又在同一批浇铸出厂的备品水导瓦表面测绝缘，结果也为零，由此证明橡胶瓦本身具有导电性。为此先将水导轴承拆除，之后对其它部件，安装一个就测量一次大轴绝缘。当装到受油器油管时，再次出现大轴绝缘为零。经查，法兰连接处绝缘垫与水导瓦为同一厂家生产，单独测绝缘垫绝缘，其值也基本为零，到此大轴的两个接地点已找到。

2.2 轴电流的导通路径

由于轴电压和两个接地点的存在，必然会产生轴电流。当电流流过一个大的导体时，它的趋表效应是很明显的，它所流过的路径如图1所示。图中操作油管除了随大轴一起旋转外，在操作桨叶时，还会沿轴线方向作上下运动，由于在操作油管上瓦座中的铜瓦与操作油管导向块之间存在一定的间隙，这样随操作油管的不断运动和电流的流过使间隙中的油膜不断遭到电弧的放电侵蚀，而使油不断碳化。

大中型电动机轴电流的分析与防范

大中型电动机中，轴电流的存在对于电动机的轴承使用周期具有非常大地破坏性，根据最近几年的现场检修实践，还有设备实际的运行情况，对于大型电动机轴电流产生的原因，还有危害分别进行分析，探讨防范措施，提出加强转轴与轴承座间绝缘，以及保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度，还有在大型电机轴端安装接地碳刷，解决了电动机由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失。

标签：大中型电动机;轴电流;防范措施

前言：电动机轴承的使用周期，会受到轴电流的存在的严重影响，并且具有非常大的破坏性。根据对于现场实际运行情况的分析，可以找到轴电流产生的各种原因，探讨大中型电动机轴电流的防范措施，可以降低轴电压，切断轴电流回路，增加回路阻抗，在根本上解决轴电流危害导致出来的问题。

1.电动机轴电流的产生

轴电压通过电动机轴、轴承、定子机座或辅助装置构成闭合回路，就能够产生轴电流。

在正弦交变的电压下，通常情况下，交流异步电动机就可以运行，正弦交变的磁场中，转子能够旋转。有的时候，可能会产生同轴相交链的一种交变磁通，在电动机进行运行时，还会伴随着电动机的磁极转换，转轴被交变磁通所切割，与电磁发生感应，产生出一种交变电势，最后在电动机的轴承及转轴之间，或者两轴承之间，可以产生轴电压。

延轴向产生的轴电压，可以与电动机轴承、转轴、定子基座，或者辅助装置与大地一起，在电动机运行过程中，构成一种闭合回路，就会产生轴电流，详见图1。

2.轴电压和轴电流产生的原因

电动机轴承与转轴之间产生的电压，或者电动机两轴承所产生的电压，就是轴电压，轴电压的产生原因主要有五种，分别是：

2.1逆变电源供电运行产生轴电压

因为电源电压中，有比较高次的谐波分量，其在电压脉冲分量的影响下，当电动机在逆变电源的作用下，在供电运行的过程中，会产生电磁感应，存在于定子绕组线圈的前面，以及转轴之间，还有接线部分，使得转轴的电位，在这个过程中产生了变化，进而产生轴电压。

变频调速电机轴电压和轴电流问题及解决措施

2017年12月 I

1变频调速电机轴电压和轴电流问题的种类和形成原因 ............................................................ 1

2低压大功率变频调速电机轴电压和轴电流问题的重要性 ........................................................ 2

3低压大功率变频调速电机轴电压和轴电流问题的难点 ............................................................ 3

4.一般变频调速电机轴电压和轴电流问题的解决方案 ............................................................... 4

5.低压大功率变频调速电机轴电压和轴电流问题的解决方案初探 ........................................... 5

4变频调速电机轴电压和轴承电流试验测试 .............................................................................. 11 1

1变频调速电机轴电压和轴电流问题的种类和形成原因

电机运行时，轴承两端之间产生的电位差称之为“轴电压”，该电压加在由电机转轴、轴承、端盖、机座构成的回路中，从而引起了轴承电流（该电流也可能通过联轴器传递至传动机械，见图1）。轴承电流一般存在3种不同的形式：环路电流、 dV／dt电流和EDM(electrical discharge machining)电流。这3种不同的形式可以单独出现，也可以同时出现。

机械部分前轴承后轴承辅助装置联轴器联轴器IU

图1

➢ 环路电流：正弦波驱动的电机系统中电机的

轴电流产生的原因

- 1 - 轴电流产生的原因

轴电流是在交流电机中出现的一种电流，它的产生原因是由于电机的磁通线圈在旋转时会与定子上的绕组交叉，从而在绕组中产生电势。这种电势会引起电流的流动，形成轴电流。轴电流不仅会对电机产生影响，还会对电机周围的其他设备产生干扰，因此，对轴电流的产生原因进行了深入的研究和分析，以期减少其对电机和其他设备的影响。

轴电流的产生原因主要有以下几个方面：

1. 磁通波动

电机的磁通是由电机的磁极和磁通线圈共同产生的。当电机旋转时，磁通线圈的磁通会随着旋转而发生波动，从而在定子绕组中产生电势。这种电势会引起电流的流动，形成轴电流。

2. 不平衡磁场

电机的磁场不平衡也是轴电流产生的原因之一。当电机的磁场不平衡时，磁通线圈在旋转时会与定子绕组交叉，从而在绕组中产生电势。这种电势会引起电流的流动，形成轴电流。

3. 电机的设计和制造

电机的设计和制造也会影响轴电流的产生。如果电机的设计和制造不合理，会导致电机的磁通线圈和定子绕组之间的距离过近或过远，从而影响轴电流的产生。此外，电机的材料和加工工艺也会影响轴电流的产生。

4. 磁极的数量和布局 - 2 - 电机的磁极的数量和布局也会影响轴电流的产生。如果电机的磁极数量过多或过少，或者磁极的布局不合理，会导致电机的磁通线圈和定子绕组之间的距离过近或过远，从而影响轴电流的产生。

以上几个方面是轴电流产生的主要原因。为了减少轴电流的产生，需要从这些方面入手，对电机进行合理的设计和制造，以及对电机进行科学的调试和维护。同时，还需要采取一些措施来减少轴电流的影响，比如采用抗干扰能力强的设备和材料，以及采用合理的电路设计来减少轴电流的影响。

在电机的使用过程中，轴电流的产生是不可避免的，但是，通过科学的研究和分析，可以减少其对电机和其他设备的影响，从而保证电机的正常运行和设备的稳定性。

什么是轴电流？轴电流对轴承有什么危害？

Sulli小苏：今天详细介绍下轴电流。什么是轴电流呢？正常情况下要求机组转动部分对地绝缘电阻大于0.5MΩ,如果在大轴两端同时接地就可能产生轴电流。

电机带有载流导线和磁性回路结构，通常会导致轴的磁化或引起脉动磁通。脉动磁通在轴、轴承和机壳形成的回路中感生电压，于是有轴电流流过回路，轴和滑动轴瓦表面、或滚动轴承和轴承套表面受到损坏，表象为摩擦和发热增加、滚动轴承的运转性能恶化等。

图片为公司实拍，请勿盗图

轴电压和轴电流的产生

轴电压是电动机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压，交流异步电动机是在正弦交变的电压下运行的，电动机的转子是在正弦交变的磁场中运行。当电动机的定子铁心的圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与轴相交链的交变磁通，从而产生交变电势，当电动机产生转动的磁极旋转，通过各磁场极的磁通发生了变化，于是就产生了与轴相交链的磁通。

随着磁极的旋转，与轴相交链的磁通交替变化，便产生了轴电压。这种电压是延轴向而产生的，如果与轴两侧的轴承直接接触形成闭合回路，就产生了轴电流。另一方面，电动机在运行过程中，负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷，电荷逐渐积累也能产生轴电压。由这种情况产生的轴电压和由磁交变所产生的轴电压在机理上是不同的。

静电荷产生的轴电压是间歇的，并且是非周期性的，其大小与运转状态、流体的状态等因素关系较大。一般情况下轴电压只有0.5~2V左右，但因电流回路阻抗很小，所以将有很大轴电流产生，对电机轴承危害很大。

图片为公司实拍，请勿盗图

水轮发电机轴电流的形成和分析处理

水轮发电机是一种利用水能转换成机械能并进一步转换成电能的设备。它在水力发电中扮演着重要角色，通过捕捉水流的动能，并将其转化为机械能，进而产生轴电流。本文将探讨水轮发电机轴电流的形成原理，并对其进行分析和处理。

首先，让我们来了解水轮发电机轴电流的形成过程。在水轮发电机中，水流通过导水管进入导叶，然后通过机翼叶轮的作用形成高速旋转。这种旋转运动使轴连带发电机旋转，进而将水流的机械能转化为电能。轴电流是由旋转的发电机轴导电构件导电而产生的。

接下来，我们将对水轮发电机轴电流进行分析和处理。首先，我们要控制轴电流的大小，以保证水轮发电机的安全运行。若轴电流过大，可能会导致设备过热、电机损坏甚至火灾等危险情况的发生。因此，引入瞬变抑制电阻和保护装置可以有效地降低轴电流的峰值。此外，还可以通过调整导叶、机翼叶轮的角度和形状，以及增加缓冲仓等措施来控制水流的流速和流量，从而调节轴电流的大小。

其次，我们可以利用轴电流的特性来进行故障诊断和负载监测。轴电流的大小和频谱可以反映水轮发电机的工作状态。例如，当机组内部存在绝缘故障时，会导致轴电流的波动或异常增大；而负载的大小和功率因数等参数的变化也会影响轴电流的输出。因此，通过对轴电流的监测和分析，可以及时发现设备故障，并采取相应的处理措施。

最后，为了提高水轮发电机的效率和稳定性，我们可以对轴电流进行优化处理。例如，可以通过调整水轮发电机的工作参数，如转速、叶片形状和间隙等，来降低轴电流的损耗和波动。此外，还可以采用电磁场补偿措施，如增加磁场补偿绕组和磁场补偿装置等，来消除轴电流的非线性特性。

综上所述，水轮发电机轴电流的形成和分析处理是水力发电领域中的重要课题。合理控制轴电流的大小，利用其特性进行故障诊断和负载监测，以及优化处理轴电流，可以提高水轮发电机的效率和稳定性，保证其可靠运行。我们应不断深入研究该问题，并探索更多创新性的解决方案，以应对日益增长的能源需求，为可持续发展做出贡献。

电机轴电流产生的原因及预防

轴电压的形成

轴电压的形成是指电机轴两端之间或者转轴与轴承座之间所产生的电压。产生轴电压的主要原因是由于环绕电机轴的磁路不平衡所引起，这个不平衡的磁通切割转轴，就在轴的两端感应出轴电压。造成磁路不平衡的因素很多，如转子运转不同心。定子铁心扇型冲片叠装接缝不对称。硅钢片磁导取向不同造成磁导率不同、铁心槽和通风孔的存在致使磁路不平衡以及轴承中具有绝缘性能的油膜引起的静电、充电等

轴电流的形成与危害

轴电流形成的条件：一是有轴电压，二是构成回路。设计和运行条件正常的电机，转轴两端电压仅有很小的差值，且由于油膜或轴承绝缘的处理，不足以产生危害。

若是某一环节出现了问题，轴电压超过了限值，就可能击穿原来的绝缘，在转轴、轴承内圈、轴承外圈、轴承室构成回路，于是转轴轴承位和轴承内圈的表面会因电弧放电产生小而深的圆形蚀点或条状电弧伤痕，严重时足以把轴颈和轴瓦烧坏。

轴电流防治措施

针对轴电流产生的原理，一般有如下措施加以解决：

1、导流：在轴伸端安装接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，随时将电机轴上的静电荷引向大地，以此消除轴电流。此种措施一般在发电机上运用较多，在大型交流电动机上也偶有运用。

2、阻断：轴电流形成的重要条件之一就是构成回路，在非轴伸端的轴承座和轴承之间加装绝缘垫或采用绝缘轴承，切断轴电流的回路，是电机生产商最佳的解决方案。

发电机组轴电流报警原因分析及解决措施

摘要：轴电流破坏通常被称为电蚀。电蚀与气蚀在概念上不同，但它对发电机组造成不可忽视的危害，并影响机组安全运行。文章以本站近年来发生的轴电流报警的实际情况进行探讨并制定出解决措施，为此类问题的研究提供参考。

关键词：轴电流；电蚀；危害

0引言

发电机起励过程中，先通过初励电源对转子施加励磁，形成一个转子磁场，根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动就会感应出电流，转子旋转定子中就会有电流产生。由于定子铁芯组合缝、定子硅钢片接缝，定子与转子空气间隙不均匀，主轴中心与磁场中心不一致等客观因素，机组的主轴不可避免地要在一个不完全对称的磁场中旋转，在主轴两端就会产生一个交流电压。正常情况下要求机组转动部分对地绝缘电阻大于0.5MΩ,如果在主轴两端同时接地就可能产生轴电流。运动是相对的，若以旋转磁场为参照，则定子就是其中的运动导体，切割电磁场形成一定的电流。随着机组转速不断升高，导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现，都可以造成磁感线与导体的相对切割，在导体中就产生感应电动势，从而驱动电流，分布在导体中的电流随着磁通分布的不同而不同，从而形成涡流。当引线开关在断开状态下，会在发电机内部形成严重的涡流且无法及时消失。其次，主轴电刷绝缘性能无法满足要求或励磁引线受损，推力轴瓦绝缘破损，镜板与推力轴承间绝缘不佳等因素，发电机本身存在的缺陷就会造成开机过程中的轴电流冲击，随着励磁电流的不断增加以及并网运行中无功功率由AVC控制，轴电流破坏程度趋于稳定。反之，当负荷调节频繁，开、停机次数过多，运行机组振动数值超标、轴线摆度过大，机组工况差，长时间运行使得机组绝缘老化，绝缘性能下降，润滑油变质，机械磨损严重，同时也加剧了轴电流的破坏程度，给机组稳定运行带来不安全的因素。

1发电机轴电流报警概况

彭水水电站3号机组自投产以来，在运行期间常有轴电流报警的情况存在。对机组进行现场检查经发现，其轴电流大小随发电机有功功率的增大而增大。当有功功率保持不变时，不存在轴电流幅值因发电机运行时间增加而增大的情况。对该机组现场测试，发现3号发电机轴电流与定子有关联，定子电流越大，轴电流越大。查看机组状态监测数据发现，3号发电机上导摆度超出正常范围。综合以上结果表明3号机组定转子磁场旋转中心存在偏移，并且3号机组在500V绝缘电阻测试仪下的转子绝缘值一直偏低，因此要采取相应措施限制轴电流的上升，保障机组稳定运行。

电动机轴电流的探讨与改进措施

摘要：本文通过生产现场电动机产生轴电流情况的实例，分析电动机产生轴电流现象的条件及原因，阐述轴电流对电动机运行的危害，介绍检测轴电流的方法和消除轴电流的解决措施。

关键词：电动机电位差轴电流

0 引言

我公司在修理一台矿用钻机高压电动机的过程中，通过入厂试验检测发现电动机在短时内轴承温升迅速上升至50K，且伴随着电机震动值超差现象。随即对电机解体，发现轴承滚道存在不同程度的搓板式损伤并在其润滑脂中发现细小的金属颗粒。

1 电机轴承烧损原因分析

观察轴承滚道的搓板式带状坑道可判断该电机转子运行过程中存在较大的电压，在此电压下电机产生严重的轴电流，轴电流流经滚道与滚动体的接触面时产生放电火花使局部金属材料熔化，熔化物被高速旋转的内圈和滚动体碾压形成搓板纹。

随着滚动轴承的发展，现在越来越多的中大型电机在设计时也都多采用滚动轴承。正常情况下，转轴与轴承间存在一道润滑油膜，该油膜有着绝缘的作用，对于低压电机而言，润滑油膜仍有保护绝缘的性能。但是，当轴电压增加到一定数值（特别是高压电动机启动时，当轴承内的润滑油膜尚未稳定形成）轴电压将击穿油膜而放电。轴电流由转轴经轴承放电，因其接触面积小，在瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，产生细小的金属粉末，经长时间运转磨耗，使轴承内外滚道形成带状坑道。因此，对中大型电机而言，在设计阶段就应重视电动机的轴电流危害。

2 产生轴电流的原因分析按照产生的原因，轴电流可以分为以下几种：

2.1磁通不对称产生的轴电流

交流异步电动机在正弦交变的电压下进行工作，其转子处于正弦交变的磁场中。此类原因一般包括：（1）加工精度差、转子自身挠度等原因导致的同心度不够；（2）定转子铁心硅钢片磁导率不均匀、扇形片分度及拼接不合理、铁心叠压质量差；（3）铁心键槽、散热通风孔；（4）绕组及端部不均匀；（5）电机机械结构自身不对称等一系列原因在磁路中造成不平衡的磁阻。

电机轴电流的产生及预防措施

低频轴电流

轴电流产生的原因是由于采用了变频技术，或者电机制造中产生的不对称，从而在电机转轴两端产生轴电流。这些轴电流往往频率不高，属于低频轴电流。一般而言，交流传动系统都会产生轴电流，但是大多数系统的轴电流幅值较小，没有达到危害程度。如果系统的轴电流较大，可能会损坏电机轴承，甚至齿轮箱轴承。因为滚动轴承的油膜一般比较薄，对轴电压比较敏感，轴电流流过滚动体与内外圈的细微接触点时，如果电压比较高，内外圈表面的接触面就会出现击穿的痕迹。一般要求滚动轴承的轴电压小于300mV。

高频轴电流

现代电机设计和制造工艺几乎已经消除了低频轴电流，但是现代交流传动系统由于采用PWM变频供电方式和使用IGBT等快速切换元件，所以在轴承上会产生高频电流脉冲。如果这些脉冲的能量足够高，就会损坏轴承，被损坏轴承的形状呈间断的烧伤条纹

典型三相正弦电源是平衡的，即三相的矢量和总是等于零。由于前述PWM电源存在谐波，所以PWM电源的三相输出电压的矢量和不为零，导致中性点的电压不等于零，这个电压可以定义为共模电压源。

任何时候，当两个导体通过绝缘体隔离开后就产生电容。例如，电缆的相线与PE线之间有PVC绝缘电容，所以电机绕组与外壳有镀层和片间绝缘有电容。电缆间电容，尤其是电机内部的电缆间电容非常小，小电容意味着对低频的高阻抗，可以阻止低频杂散电流。然而对于高频电流，即使电机内电容很小，也会产生一个低阻抗通道使电流可以通过。

每次三相逆变输出的一相由一种电压状态切换到另一种状态时，会产生一个正比于该电压的电流，通过输出电路所有元件的接地电容流向大地。电流通过接地导体和逆变器的杂散电容流回电源。由于系统不可避免地存在寄生电容，所以在较高的dv/dt下，高频电压会产生容性寄生电流。

高频轴电流有几种形式，有高频循环电流、轴对地电流、容性放电电流等。

低频轴电流的预防措施

一般来说, 防止低频轴电流产生的常规措施有如下几种:

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