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絕緣軸承防止軸電流的工作

近年來，損傷軸承的事件的問題屢屢發(fā)生，特別是軸承電蝕問題，拆機(jī)后發(fā)現(xiàn)多數(shù)為典型的軸電流故障。

軸電流是很讓人頭疼的問題，特別是變頻器供電場合，需要采取可靠的措施防止軸電流。

不少試驗(yàn)時軸電流導(dǎo)致電機(jī)軸伸損傷的典型案例為軸伸表面布滿了電腐蝕斑紋，電機(jī)廠家反反復(fù)復(fù)嘗試了好幾種泄流和扼流方案才勉強(qiáng)得以解決。 

但是，客戶使用電機(jī)時，一般沒有防護(hù)軸電流的意識，即使有，也不會像電機(jī)生產(chǎn)廠那么專業(yè)。因此，需要去掉電機(jī)的軸電流，避免正常使用工況下因軸電流損傷軸承進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的機(jī)械故障。去掉電機(jī)的軸電流有哪些辦法呢？一是增加泄流裝置，即加裝旁路電刷，軸電流繞過軸承泄掉；二是采用絕緣軸承，阻斷軸電流通過軸承的路徑?，F(xiàn)以探討軸電流產(chǎn)生機(jī)理開始，論證軸電流防護(hù)的重要性及絕緣軸承阻斷軸電流原理。

電機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)軸兩端之間或軸與軸承之間產(chǎn)生的電位差叫做軸電壓。若軸兩端通過電機(jī)機(jī)座等構(gòu)成回路，則在軸電壓的作用下產(chǎn)生軸電流。

具體點(diǎn)講，軸電流是軸電壓通過電機(jī)軸、軸承、定子機(jī)座或輔助裝置構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生，因正常情況下軸電壓較低，軸承內(nèi)的潤滑油膜能起到絕緣作用而扼制軸電流產(chǎn)生；但當(dāng)軸電壓較高，或電機(jī)起動瞬間油膜未穩(wěn)定形成時，軸電壓將使?jié)櫥湍し烹姄舸┬纬赏樊a(chǎn)生軸電流。

電流局部放電能量釋放產(chǎn)生的高溫，可以融化軸承內(nèi)圈、外圈或滾珠上許多微小區(qū)域，并形成凹槽，從而產(chǎn)生噪聲、振動，若不能及時發(fā)現(xiàn)處理將導(dǎo)致軸承失效，對生產(chǎn)帶來很大影響。變頻調(diào)速系統(tǒng)中高頻軸電流對軸承的電蝕的顯著特征是在電機(jī)軸承內(nèi)外圈、滾珠上產(chǎn)生“搓板”式密密的凹槽條紋。為了阻斷軸電流通路，電機(jī)至少有一端要用電絕緣軸承。

絕緣軸承簡單介紹

絕緣軸承主要的一個特征就是在表面有一個很薄（um級別）的涂層，它擔(dān)負(fù)著電絕緣功能，能抵抗超過500V電壓下產(chǎn)生的電跳火，更厚的涂層能抵抗1000V的高壓放電，因而可以有效避免主軸和軸承上因感應(yīng)電流導(dǎo)致的跳火可導(dǎo)致軸承表面腐蝕、金屬表面形成縮孔以及軸承滾動軌道上形成凹槽等缺陷。

高頻率時，感應(yīng)軸電流會很大，如果不用電絕緣軸承，流過軸承形成的環(huán)流極易導(dǎo)致軸承發(fā)熱或發(fā)生嚴(yán)重的電腐蝕而損壞。

內(nèi)圈或外圈加涂層

絕緣軸承采用特種噴涂工藝，在軸承的外表面噴鍍覆膜，覆膜與基體結(jié)合力強(qiáng)，絕緣性能好，可避免感應(yīng)電流對軸承的電蝕作用，防止電流對潤滑脂和滾動體、滾道造成的損壞，提高軸承的使用壽命。

該工藝不斷被改進(jìn)，絕緣軸承中，在外圈或內(nèi)圈表面有一層100μm厚的涂層，可承受至少1000 V DC的電壓。 噴涂工藝可形成一層厚度均勻、粘附力極強(qiáng)均勻的涂層，再經(jīng)過進(jìn)一步處理，使其能不受濕氣和濕度的影響。

電絕緣軸承可避免電腐蝕所造成的損害，因此與普通的軸承相比應(yīng)用在電機(jī)中可保障運(yùn)行更可靠。而比起其它絕緣方法，如軸或外殼絕緣等，更加符合成本效益和可靠。