軸承過熱導(dǎo)致燒毀電機(jī)原理

電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，壽命大幅度縮短，嚴(yán)重時(shí)，幾個(gè)月就出現(xiàn)定子繞組損壞。由此導(dǎo)致的停產(chǎn)給企業(yè)造成巨大的損失。電機(jī)損壞的原因是變頻器在電機(jī)的定子繞組上產(chǎn)生很高的尖峰電壓，尖峰電壓的幅度超過了繞組的絕緣強(qiáng)度，導(dǎo)致繞組損壞。尖峰電壓的幅度會(huì)達(dá)到變頻器額定工作電壓的3倍以上，例如，對(duì)于額定電壓380V的變頻器，尖峰電壓的幅度超過1200V。這種尖峰電壓每秒對(duì)電機(jī)定子繞組沖擊上千次，很快就會(huì)導(dǎo)致定子繞組的損壞，。
另外，變頻器還會(huì)在電機(jī)的軸承中產(chǎn)生軸承電流，軸承中長(zhǎng)時(shí)間流過軸承電流，會(huì)造成軸承的燒毀，
功率越小的電機(jī)，定子繞組越容易損壞；功率越大的電機(jī)，軸承越容易損壞。
導(dǎo)致交流電機(jī)的軸承中流過電流的原因主要有兩個(gè)，，內(nèi)部電磁場(chǎng)不平衡產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，第二，雜散電容引起的高頻電流通路。
變頻器輸出的PWM電壓導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)不對(duì)稱時(shí)，就會(huì)在軸桿上感應(yīng)出電壓，電壓的幅度在10~30V，這與驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，驅(qū)動(dòng)電壓越高，軸桿上的電壓越高。當(dāng)這個(gè)電壓的數(shù)值超過軸承中的潤(rùn)滑油的絕緣強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)形成一個(gè)電流通路。軸桿旋轉(zhuǎn)過程中，在某個(gè)時(shí)刻，潤(rùn)滑油的絕緣又阻斷了電流。這個(gè)過程類似于機(jī)械式°理想交流感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)是對(duì)稱的，當(dāng)三相繞組的電流相等，并且相位相差120開關(guān)的通斷過程，這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生電弧，燒蝕軸桿、滾珠、軸碗的表面，形成凹坑。如果沒有外部振動(dòng)，小凹坑不會(huì)產(chǎn)生過大的影響，但是如果有外部振動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生凹槽，這對(duì)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)影響很大。
另外，實(shí)驗(yàn)表明，軸桿上的電壓還與變頻器輸出電壓的基波頻率有關(guān)，基波頻率越低，軸桿上的電壓越高，軸承損傷越嚴(yán)重。
在馬達(dá)工作的初期，潤(rùn)滑油溫度較低的時(shí)候，電流幅度在5-200mA，這么小的電流不會(huì)對(duì)軸承產(chǎn)生任何損壞。但是，當(dāng)馬達(dá)運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著潤(rùn)滑油溫度升高，峰值電流會(huì)達(dá)到5-10A，這會(huì)產(chǎn)生飛弧，在軸承部件的表面形成小坑