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　　摘　要：分析了大功率礦井提升機(jī)電動(dòng)機(jī)軸瓦磨損問題，指出導(dǎo)致該問題的原因之一是軸電流的存在；分析了軸電流產(chǎn)生的原因及其對(duì)電動(dòng)機(jī)的危害，進(jìn)而提出了降低軸電壓、保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間等電位、保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間絕緣等3種減小軸電流危害的方法。
　　關(guān)鍵詞：礦井；提升機(jī)；電動(dòng)機(jī)；軸瓦磨損；軸電流；危害；消除
　　0　引言
　　目前，大功率礦井提升機(jī)電動(dòng)機(jī)的軸瓦磨損現(xiàn)象較嚴(yán)重，易導(dǎo)致軸間隙過大的問題，引起電動(dòng)機(jī)振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)則容易引起電動(dòng)機(jī)掃膛甚至電動(dòng)機(jī)燒毀。導(dǎo)致軸瓦磨損現(xiàn)象的原因除了機(jī)械安裝不當(dāng)之外，還有可能是軸電流的存在。對(duì)此，筆者分析了軸電流產(chǎn)生的原因及其產(chǎn)生的危害，進(jìn)而提出了消除軸電流危害的解決方法。
　　1　軸電流產(chǎn)生的原因及其危害
　　軸電流是因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦充當(dāng)軸電壓放電回路的一部分而造成的。所謂軸電壓是指在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)子軸兩端會(huì)由于磁不平衡、靜電感應(yīng)、外部電源接入等原因產(chǎn)生電位差，該電位差即為軸電壓。軸電壓會(huì)造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦間的電勢(shì)累積或放電，從而造成軸瓦機(jī)械性損壞。
　　2　減小軸電流危害的方法
　　2.1 降低軸電壓
　　下面根據(jù)軸電壓產(chǎn)生原因的不同來分析降低軸電壓的方法。
　?。?span>1）磁不平衡產(chǎn)生的軸電壓
　　產(chǎn)生磁不平衡現(xiàn)象的原因包括三相交流電源不平衡或電動(dòng)機(jī)的三相繞組不平衡。主流的PWM高脈沖波驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流波形近似為正弦波，但電壓波形卻是一系列等幅不等寬的矩形波，即使交-交變頻也會(huì)造成大量的諧波存在，進(jìn)而造成磁場(chǎng)的不完全平衡。另外，由于電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素，加上鐵芯槽、通風(fēng)孔等原因，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)在磁路中產(chǎn)生不平衡磁阻。當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子鐵芯在圓周方向上的磁阻發(fā)生不平衡時(shí)，便產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子軸相交鏈的交變磁通，轉(zhuǎn)子軸周圍有交變磁通切割轉(zhuǎn)軸，軸兩端感應(yīng)出軸電壓。一般情況下，該軸電壓大約為1~2V。降低該種軸電壓的方法只能是在電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝過程中提高工藝精度，以及用逆變器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)增加濾波器以減小逆變側(cè)產(chǎn)生的軸電壓。但該種軸電壓無法完全避免，降低其大小的難度也較大。
　?。?）靜電感應(yīng)產(chǎn)生的軸電壓
　　若電動(dòng)機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)周圍有其它電氣設(shè)備，這些電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生較復(fù)雜的磁場(chǎng)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸兩端感應(yīng)出軸電壓。因此，應(yīng)盡量避免將電動(dòng)機(jī)安裝在較復(fù)雜的磁場(chǎng)環(huán)境下。
　?。?）外部電源介入產(chǎn)生的軸電壓
　　若運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)接線比較繁雜，尤其大電動(dòng)機(jī)保護(hù)、測(cè)量元件接線較多，如有帶電導(dǎo)線搭接在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生軸電壓。因此，應(yīng)做好電動(dòng)機(jī)保護(hù)、測(cè)量元件的絕緣處理并定期檢查。
　?。?）其它原因產(chǎn)生的軸電壓
　　電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，負(fù)載側(cè)與旋轉(zhuǎn)側(cè)運(yùn)行摩擦而在旋轉(zhuǎn)側(cè)產(chǎn)生靜電荷，靜電荷逐漸積累會(huì)產(chǎn)生軸電壓。該情況下產(chǎn)生的軸電壓與磁交變所產(chǎn)生的軸電壓在原理上不同。靜電荷產(chǎn)生的軸電壓是間歇性、周期性的，其大小與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、流體狀態(tài)等因素有關(guān)。如靜電荷積累、測(cè)溫元件絕緣破損漏電等因素都會(huì)產(chǎn)生軸電壓。軸電壓產(chǎn)生以后，只要轉(zhuǎn)子軸及機(jī)座、殼體間形成通路，就會(huì)產(chǎn)生軸電流。因此，需及時(shí)將這些產(chǎn)生的靜電荷引入大地，防止累積的電勢(shì)過高產(chǎn)生軸電流。
　　軸電壓的存在是無法避免的，也是無法完全消除的。降低軸電壓只能減小軸電流的危害，因此，如何消除軸電流、如何防止軸電壓通過軸承形成閉合回路是解決問題的關(guān)鍵。
　　2.2 保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間等電位
　　保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間等電位的具體做法如圖1所示。在轉(zhuǎn)子軸傳動(dòng)端與端蓋上安裝碳刷，通過碳刷將轉(zhuǎn)子軸和端蓋連在一起。由于端蓋與軸瓦之間接觸良好，因此，可通過碳刷將軸瓦與定子軸之間保持等電位，避免放電現(xiàn)象的發(fā)生。 　　2.3 保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間可靠絕緣
　　保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間可靠絕緣的具體做法可考慮使用絕緣軸承或者是在軸承底座做絕緣處理，這樣即使有電位差也不會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。在做絕緣處理后需注意軸承底座的一些測(cè)溫元件等相關(guān)附屬器件的絕緣，從而防止軸電壓從附屬器件處構(gòu)成閉合回路進(jìn)而形成軸電流。
　　3　結(jié)語
　　分析了大功率礦井提升機(jī)電動(dòng)機(jī)軸瓦磨損問題，指出導(dǎo)致該問題的一個(gè)主要原因可能是軸電流的存在；分析了軸電流產(chǎn)生的原因及其對(duì)電動(dòng)機(jī)的危害，進(jìn)而提出了降低軸電壓、保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間等電位、保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸與軸瓦之間絕緣等3種減小軸電流危害的方法。從操作簡(jiǎn)單、易于見效的角度來看，只需增加接地碳刷的軸瓦與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸之間等電位方法較為易于實(shí)施，其它方法需增加投資成本，且效果不甚明顯。若從避免軸電流產(chǎn)生的角度考慮，使軸瓦與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸之間等電位或絕緣較易實(shí)施，效果也較明顯，投資成本也較低，可實(shí)施性較高。
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