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    风机电机轴承发热原因分析和应对措施

    发布时间:2022-11-21阅读量:29

    加热炉鼓风机电机由变频器驱动,在运行过程中遇到负载端轴承加热的问题。两台鼓风机电机在运行半年内,电机负载端轴承严重加热。轴承内的润滑脂熔化,轴承在短时间内锁定,电机堵塞跳闸,导致加热炉停止,对生产产生很大影响。之后,检查发现轴承箱内没有润滑脂,轴承加热变黑,内外有摩擦板条烧损图案。根据这种情况,我们判断轴承电流是电机负载端轴承加热的主要原因。

    1 轴承电流的原因和危害

    感应电机中始终存在电机轴承电流。在正弦波电源的驱动下,由于电机转子槽尺寸的偏差、磁性材料定向性能的变化或电源的三相不平衡、电机磁通量的不平衡,轴电压和轴承电流产生在转子轴上。轴承电压幅值小,危害小。由变频器驱动,由于原理的不同,电机轴承电流的危害大大增加。通用变频器多用PWM逆变电路采用高频功率元件IGBT等等),在电机上得到类似正弦的电压波形。三相电压基波分量的产生矢量为零,但实际上每时每刻三相电压矢量不为零,三相电压不平衡。共模电压范围等于变频器直流侧电压,频率等于逆变器开关频率。共模电压通过固定转子之间的静电容耦合在转子轴上,产生相同频率的轴电压。一般变频器逆变器侧载波频率高,在10kHz以上,定子和电缆的频率过高,产生非常高的频率dv/dt增加波形畸变。由于静电莲花,电机各部分之间有不同大小的分布电容,产生电机的零序电路,通过轴承的地面放电产生轴承电流。通常,轴承球漂浮在润滑脂形成的油膜中。当油膜因某种原因损坏或过大时,润滑膜起绝缘作用dv/dt轴承电压通过油膜放电,放电电流在轴承内外环和球上燃烧。长期运行将发展成摩擦板图案,提高轴承温度,熔化润滑脂,使轴承运行更差。

    2 共模电流路径

    由于静电莲花,电机各部分之间有或大或小的分布电容,产生电机转子上共模电流的释放路径。大多数共模电流通过定子-外壳-地板-变频器外壳的路径,少数通过定子-转子-转子-轴承-外壳-地板-变频器外壳的路径。当变频器接地与电机外壳之间的阻抗高于变频器外壳与负载之间的阻抗时,也会带来轴向延伸电流。通过定子-外壳-旋转轴-负载端轴承(电机)-旋转轴-轴承(负载)-地板-变频器外壳的电路释放,不仅会危及电机负载端轴承,还会危及负载轴承和旋转轴器。后双共模电流通过电机轴承,第 二种方式造成更大的危害。

    3 轴承电流抑 制的常见措施

    抑 制轴承电流的方法有很多,比如在变频器的导出侧安装正弦波滤波器,以提高导出电流的波形;绝缘电机一端的轴承切断电机转轴和轴承的环流;在电机输出轴上安装接地碳刷,以抑 制轴通过负载接地的延伸电流。这些方法可以抑 制相应的方法。

    4 风机负载端轴承损坏过程分析

    基于上述轴承电流的原理,结合电机的运行状态,阐述了轴承的损坏和故障是一个过程。轴承电流是主要原因。同时,机械振动和润滑脂消耗是次要原因,促进了轴承电流的产生,并在一定程度上加剧了危害。风机电机投入使用后,由于轴承间隙对称大威胁,因为轴承间隙对称,润滑充分,润滑油膜对称。随着润滑脂消耗的增加,负载端振动的增加首先导致负载端轴承间隙的增加,轴承电压的严重渗透和放电,轴承电流的增加,导致负载端轴承内部通道的电燃烧、温度升高和润滑脂液化,直到轴承严重损坏和热损坏。因此,我们认为应该使用各种方法来减少和抑 制轴承电流。绝缘轴承和其他方法暂时不被考虑,因为它很难实现。

    5 应对策略和实际效果

    采取以下措施减少电机发热和燃烧。

    (1)重新校准电机和负载,浇筑电机安装平台基础,增加地脚厚度,提高电机地脚刚度,减少运行振动;

    (2)电机负载端轴承(易润润)在线润润设备Easylube),该设备可以用螺钉固定在负载轴承的注油孔上。它使用锂电池供电,并使用全智能芯片和特殊的检测设备来控制内部电机。它通过齿轮组驱动螺杆和压板来驱动活塞,并根据设定周期每天分配油杯中的润滑脂。它定期和定量地注入轴承,这是一个很好的改进和润湿。根据实际测量,在同一环境下,在线注油后,负载轴承温度降低7℃。根据电机轴承润滑脂的消耗,设置不同的周期:新电机、新轴承、环境温度低、设置时间长、运行时间长、轴承损坏或环境温度高的设置周期短。这种灵活的使用可以有效地确保轴承有足够的润滑,避免润滑脂消耗后的恶性循环;

    (3)使用10个电机外壳和负载机械设备mm2上述铜电缆连接后接地,与变频器外壳和接地线连接,电位相同。这样可以有效降低电机转子-外壳-电机负载端轴承-轴-负载侧轴承-接地电路的轴延电流,降低负载端轴承的加热;

    (4)安装在变频器输出侧dv/dt滤波器可以减少变频器输出电流中的波形畸变,提高电机和电缆的使用寿命,减少电机和电缆的使用寿命dv/dt降低轴承的峰值电压dv/dt通过峰值电压抑 制轴承电流的产生;

    (5)缩短电机轴承的维护周期,每运行4000小时(约6个月)后取出电机,拆卸后检查轴承的磨损情况,彻 底清洗并注入脂肪,磨损严重时及时更换。

    6 结语

    通过上述措施的综合实施,电机运行平稳,完全湿润,电机轴承温升保持在可接受范围内,电机跳闸设备故障不再发生,为加热炉的生产创造了良好的条件。

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