变频调速电机在山东风机、水泵、输送驱动设备中应用越来越普遍,变频器驱动带来的轴电压、轴电流,是变频电机轴承独有的故障诱因,也就是轴承电蚀。电蚀故障和普通磨损不一样,电流穿过轴承滚动接触面,放电灼伤滚道和滚动体表面,形成点状麻坑、条状灼痕,运行时振动、噪声持续变大,轴承提前失效,很多维保人员一开始会误判成润滑不良或者装配问题。
一、电蚀产生原理
变频器输出的PWM脉冲电压,会在电机转轴上感应出轴电压,当电压超过轴承内部油膜的击穿阈值,就会击穿油膜形成轴电流,电流流过滚动体、滚道,产生电火花灼伤金属表面。长期持续放电,滚道表面会形成密集电蚀麻点,进一步破坏润滑油膜,磨损加速。普通钢制轴承无法阻断轴电流,即便频繁更换轴承,一段时间之后电蚀故障依旧复发。
二、绝缘轴承防护方案
解决变频电机轴承电蚀,主流方案是选用绝缘轴承。FAG绝缘轴承分为外圈绝缘、内圈绝缘两种结构,在轴承套圈表面喷涂绝缘涂层,阻断轴电流流通路径,切断放电回路,是变频电机里面应用成熟的方案。除绝缘轴承之外,也可以搭配接地环、轴接地碳刷、共模电抗器等辅助手段,用来降低轴电压水平。
三、方案选型要点
方案选型需要评估电机功率、变频器载波频率、电机安装形式。中小功率变频电机,优先直接配套FAG绝缘轴承,改造简单,更换轴承即可完成防护;大功率、高载波频率的工况,单靠绝缘轴承不一定足够,可以搭配接地装置协同防护。同时配套做好润滑管理,稳定的油膜也可以降低击穿概率。
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常见问题
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FAG与INA同属于舍弗勒集团旗下轴承品牌,FAG侧重滚动轴承,INA侧重滚针轴承、线性产品,很多成套设备会搭配使用,有选型需求可以咨询鸿慷机电。
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