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变频调速电机轴承绝缘结构研究

来源：步遥情感网

成果应用

doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2009.09.009

总第119期

变频调速电机轴承绝缘结构研究

张可程,杨枢林

(山西防爆电机集团有限公司,山西长治　046011)

摘　要:通过对变频电机防止轴承电流的常用技术方案进行成本及技术分析,并根据存在问题,找出应对方案,设计出一种既安全可靠,又操作方便,成本低的新型夹层绝缘轴承室,并应用于实践。关键词:变频电机;轴承;夹层绝缘轴承室

中图分类号:TM303.4　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005Ο2798(2009)09Ο0023Ο01

ResearchonBearingInsulationStructureofVariable-frequencySpeed-regulationMotorZHANGKeΟcheng,YANGShuΟlin

(ShanxiExplosion-ProofMotorGroupCo.,Ltd.,Changzhi　046011,China)

Abstract:Inthisarticle,basedonthecostandtechnicalanalysisesofthecommonprogramsthatareusedtoavoidthebearingcurrentofvariable-frequencymotorandthecorrespondingsolutionsoftheexistedproblems,anewtypeinterlayerinsulationbearinghousethatisnotonlysafereliablebutalsoeasyoperationandlowcosthasbeendesignedandusedinpractices.Keywords:variable-frequencymotor;bearing;interlayerinsulationbearinghouse

1　变频电机轴承可能产生电腐蚀的原因

随着电力电子技术的发展,变频调速系统的应

用越来越广泛。特别是近年来,随着煤矿现代化升级改造,煤矿井下使用变频调速系统日趋增多。功率也在往大的方向发展。与变频器配套之变频电机,如不对轴承采取相应措施,轴承可能发生电腐蚀,造成轴承过早损坏。

变频电机产生电腐蚀的机理:理论研究与实践证明是电容性电腐蚀,即高频电流造成的飞弧现象,这种现象是由电机控制过程中经常使用的变频器造成的,滚动体与滚道表面呈现暗淡色,通常只能通过显微镜观察到其微观结构,见图1。

涂方式将陶瓷材料涂覆在轴承表面,这种涂层在潮湿的环境中仍旧保持其绝缘性能;陶瓷材料滚动体绝缘轴承,就是滚动体采用陶瓷材料,具有优异的电流阻抗能力。

图1　电机轴承电腐蚀显微结构

2　传统应对轴承电腐蚀的措施

一般应对轴承电腐蚀的措施是对轴承进行绝缘

隔离,切断电流的通道。主要方法有两种:一是选用绝缘轴承;二是选用绝缘轴承室。

绝缘轴承:绝缘轴承分别为外圈涂层、内圈涂层和使用陶瓷材料滚动体。前两种涂层是以等离子喷

绝缘轴承室:见图2,在端盖轴承室内孔采用聚四氟乙烯薄膜粘贴在轴承室内孔上,使轴承与端盖之间绝缘,切断轴承电流通道。

上述两种方案都存在一定问题,需直接采购绝缘轴承,而这种轴承国内还没有,全靠进口。其弊端:一是价格昂贵,是国产一般轴承价格的20倍左右;二是市场资源少,供货周期长,(下转第48页)

收稿日期:2009Ο08Ο18

作者简介:张可程(1949-),男,山东日照人,工程师,从事电机与电器研究工作。

2009年9月　　　　　　　杨枢林等:大型对旋风机专用电机轴承组合结构的设计与探索　　　　　　　　第18卷第9期

一个共同的球心,以致在它们的调心过程中步调一致。具有如下优点:

图3　新轴承结构

　　5)　此次轴承改用稀油强制润滑,注排油的问

题不复存在,想要对轴承换油,打开排油口,可顺利排出。轴承维护工作量几乎没有。3.2　新型轴承组合应用现状

自从新型轴承组合研究应用以来,先后已有十台大功率对旋风机电机采用此技术。中心高从H710～900,功率从630kW到1850kW,目前使用状态良好。

1)　与同直径的向心轴承相比,球面滚子轴承

4　总　结

对旋风机向大的方向发展,专用电机技术是关键。电机尤以轴承类型及组合最重要。轴承的选用必须研究对旋风机的特性,特别是载荷特性。把风机与电机结合起来,综合研究,使轴承满足风机的载荷特性,并尽量减少在运行期间轴承的维护量,并使之便于维护,使对旋风机运行的可靠性极大提高,这样才能使对旋风机向更大的方向发展,向煤矿提供更好的更安全的产品。

[责任编辑:王玉梅]

承受径向力最大。球面推力轴承比深沟球轴承能够承受更大轴向力。

2)　对于前后轴承的不同心和轴受力引起的挠曲变形,这组轴承都能自动调心,减少了甚至消除了干涉力。

3)　各轴承各司其职、分工明确、巧妙配合。轴伸端轴承承受大部分叶轮与转子重量。非轴伸端的球面滚子轴承承受剩余部分的径向力,前后两套轴承分别承受正、反转时的不同方向的轴向力。

4)　该轴承组合在贯流泵电机中使用过,具有成功的应用经验。

(上接第23页)遇紧急情况更换较困难;三是在装配

与拆卸过程中容易将涂层拉坏,不利于轴承维护保养。绝缘轴承室价格便宜,但也存在绝缘容易损坏问题,用户在使用过程或维护保养过程中,一旦绝缘损坏,恢复较麻烦,需要特殊工艺,尤其是在煤矿井下,麻烦会更多。

格不高,绝缘层被加在端盖与轴承套中间,与轴承不接触,不容易损坏绝缘层,轴承室内孔尺寸精度也容易保证,用户在使用过程中不用担心损坏绝缘。这种结构一投入使用,就受到用户好评。

图3　夹层绝缘轴承室

图2　绝缘轴承室

4　结　语

变频电机在设计中,为了防止轴电流,使轴承绝

缘是必要的,但要尽量减小成本,提高其可靠性,方便用户使用。夹层绝缘轴承室具有这些优点,经过近几年的使用,用户反映良好,今后的工作是将其系列化、规范化,满足不同规格的变频电机使用。

[责任编辑:王玉梅]

3　新型夹层绝缘轴承室

为了改进绝缘轴承结构,使其既使用方便、性能

可靠,又价格低廉。经过多次实践探索,设计出一种新的绝缘轴承结构———夹层绝缘轴承室,见图3。它是在端盖内孔与轴承套之间夹一层绝缘,轴承套与绝缘层首先采用特殊工艺固化在一起,然后与端盖内孔套起来,并在端面用螺栓紧固。其优点是价

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