小谈变频器是怎样损伤电机轴承的

    变频器对电机绕组绝缘的损伤大家已经比较熟知，但是变频器为什么会损伤电机的轴承却有很多人不理解。然而，要理解这个问题首先需要了解两个现象：

    第一，变频器施加到电机电源线上的电压是频率很高的尖峰电压，如图1所示。

 

 图1 变频器输出电缆对电机外壳的电压

    第二，需要了解这些高频的尖峰电压是能够通过电容形成电流的。

    了解了上面的两个概念，就容易理解变频器损伤电机的机理了。我们用图2的模型说明这个过程。

    图2中，变频器输出电缆上有共模电压（共模电压就是对地之间的电压）VC，VC是图1所示的尖峰电压，这个尖峰电压中包含了丰富的高频成份，当它施加在电机的定子绕组上，通过定子绕组与电机轴杆直间的杂散电容耦合到电机轴杆上，电机轴杆与电机外壳之间通过轴承连接，电机的外壳与地连接，形成一个电流回路。

   图2 变频器损伤电机的模型

    这种高频电流轴承流到地上，称为轴承电流。需要注意的是，在轴承中有润滑油，起到绝缘作用。但是在轴承高速旋转时，绝缘强度时高时低，有时甚至彻底导通。因此，导致由于轴杆与轴瓦之间的导电通路时通时断，引起电火花(就象接触式开关接通和断开的瞬间产生的弧光一样)，电火花的烧蚀引起轴承损害，如图3所示。

 

   图3 被电火花烧蚀的轴承

    那么怎样解决轴承损伤的问题呢?

    一种是机械的方法，就是在电机轴杆上安装一个接地刷，每时每刻都保证轴杆与电机外壳连接，就不会出现打火花了。另外一个是从电气的角度解决，在变频器的输出端安装SWF正弦波滤波器和EMFO共模干扰滤波器。航天绿电的系列产品为解决轴承损伤问题提供了完整的解决方案。