當(dāng)下，機(jī)械工程師對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)維護(hù)，都會(huì)通過(guò)振動(dòng)、溫度兩方面，快速排查問(wèn)題點(diǎn)。測(cè)振分析與紅外熱像，是常見的檢測(cè)手段。
問(wèn)題的原因，常分為機(jī)械與電氣兩類。
機(jī)械原因包括對(duì)中差、動(dòng)平衡差、軸承磨損等。
電氣原因則相對(duì)復(fù)雜，有三項(xiàng)不平衡、過(guò)載、瞬態(tài)沖擊、浪涌、諧波等等。也相對(duì)的，更復(fù)雜，且難以驗(yàn)證。
這次小編將用過(guò)一個(gè)實(shí)際案例，來(lái)闡述一個(gè)電氣問(wèn)題引發(fā)的振動(dòng)變大。
上海某家化工企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)使用大型變頻電機(jī)，來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)工作，去年更換過(guò)變頻器之后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)振動(dòng)變大，溫升明顯，檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承電腐蝕情況如下圖
軸承的內(nèi)表面成瓦楞狀，細(xì)看猶如“搓衣板”的齒痕一樣。這樣粗糙的表面導(dǎo)致了磨損加速，最終導(dǎo)致了振動(dòng)與發(fā)熱。
這種典型的電腐蝕，實(shí)際是變頻電機(jī)的“軸電壓”所導(dǎo)致的
為什么電機(jī)接上變頻器就會(huì)有軸電壓事件的產(chǎn)生呢？
這里我們來(lái)介紹下“軸電壓”這個(gè)概念
變頻器供給電機(jī)的電壓不是正弦波，而是正、負(fù)脈沖波形。該電壓的瞬時(shí)值為直流電平的正值、負(fù)值或0。因此三相電壓不可能“平衡”，三相瞬時(shí)值之和不為0。
機(jī)端的脈沖電壓，通過(guò)電容耦合，可在轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生較高的“共模電壓”。
當(dāng)軸電壓超過(guò)軸承潤(rùn)滑油的絕緣能力，即高于油層的擊穿電壓時(shí)，產(chǎn)生了電火花加工電流。此時(shí)，油膜被擊穿，軸承內(nèi)外滾道瞬間短路。
整個(gè)過(guò)程可簡(jiǎn)化為：軸電壓迅速放電，對(duì)軸承內(nèi)側(cè)“打電弧”，產(chǎn)生電腐蝕。
由于滾珠與滾道內(nèi)表面位點(diǎn)接觸，放電電流密度很大。瞬間的高溫將灼傷軸承，因此出現(xiàn)了點(diǎn)蝕和槽溝。
對(duì)于軸電壓的治理方法其實(shí)并不困難，使用碳刷接地即可，將電導(dǎo)入地下即可有效防止軸電壓的產(chǎn)生。
但依然引發(fā)了后續(xù)問(wèn)題：
1·碳刷是消耗品，如何確定碳刷有效性？
2·如何需要安裝碳刷，數(shù)量是多少？
回到開頭提到的這家化工企業(yè)，目前他們使用了4個(gè)碳刷接地來(lái)防止軸電壓。對(duì)于測(cè)試手段，他使用了福祿克196示波表來(lái)測(cè)試，但效果不理想，無(wú)法區(qū)分軸電壓事件。同時(shí)金屬探頭和軸高速摩擦，壽命大大較少。
本次福祿克的工程師使用了MDA-550變頻電機(jī)分析儀來(lái)測(cè)試。
MDA具備了軸電壓的專項(xiàng)功能，根據(jù)拓?fù)鋱D接線，安裝好探頭即可開始測(cè)試。
軸電壓測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)
將測(cè)試碳刷固定在電機(jī)上并讓刷頭與電機(jī)轉(zhuǎn)軸接觸。
將現(xiàn)場(chǎng)4個(gè)碳刷，分別進(jìn)行安裝來(lái)進(jìn)行測(cè)試
測(cè)試結(jié)果如下
1、無(wú)接地碳刷情況下：頻繁軸電壓事件，最高達(dá)到4V以上，平均每秒有7次軸電壓事件
2、安裝2個(gè)接地碳刷情況下：軸電壓數(shù)量大幅下將，效果顯著，平均每秒2次軸電壓事件
3、安裝4個(gè)接地碳刷情況下：沒(méi)有軸電壓放電事件，安全可靠
本次案例小結(jié)
1·用戶現(xiàn)場(chǎng)的4個(gè)接地碳數(shù)確實(shí)可以起到防止軸電壓的事件，通過(guò)福祿克MDA的測(cè)試證實(shí)
2·碳刷屬于消耗品，長(zhǎng)時(shí)間則可能失效，需定期測(cè)試，以保證軸電壓不會(huì)再次出現(xiàn)。
福祿克MDA-550擁有專項(xiàng)變頻電機(jī)的測(cè)試功能，不僅能針對(duì)測(cè)試軸電壓的發(fā)電事件，還可實(shí)現(xiàn)軸電壓事件次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，評(píng)估軸電壓嚴(yán)重性，保障設(shè)備安全運(yùn)行。
