电机轴承发热损毁的常见原因

丙烷装置的电机P8/1是一台三相鼠笼式异步电动机，功率185kW，使用变频器供电调速。去年年初随机组投用，半年后电机轴承开始发出异常声响，但振动未发现异常，通过给轴承补油，异响会消失一段时间。但到后来，轴承异响加剧，同时振动也加剧，解体检修时发现电机后轴承内圈及滚珠均有不同程度的磨损。更换新轴承三至四个月后，又发生了同样的问题。再次解体检修时发现后轴承内、外圈有明显的搓板状痕迹，分析应是电机轴电流烧伤轴承引起的，经现场测量，电机转轴上有2V轴电压。于是将电机后轴承更换为绝缘轴承，至今已正常运行八个多月。上述电机我们在第一次检修时，针对电机轴承发热损毁的常见原因，仔细进行对比分析并加强了防范措施。

1、首先排除了配件质量方面的问题。轴承方面使用了进口的SKF轴承，端盖和轴承室也进行了仔细检查，确保没有损伤和裂纹。

2、轴承的安装是在洁净的环境下进行的，确保配件和润滑油没有受到污染；轴承加热使用了带温度显示的轴承加热器，确保加热温度不超过100℃；对轴承的安装过程也格外注意，确保轴承在安装过程中不会受到外力的冲击。

3、对轴承的游隙以及轴承与其它配件在径向和轴向的配合进行了检查，确保轴承不会跑内、外圈，确保电机定、转子同心和轴向上的对齐。

4、润滑方面使用了质量优良的极压高温润滑脂，并按照高转速电机的注油要求加了1/2轴承室。

5、最后在电机的找正方面也加强了注意，确保联轴器完全对中；在电机的使用环境方面，也保持了良好的卫生和通风。

按说就这样的检修质量和使用环境，平时只要注意定期补油，电机正常运行个两三年应该是没有问题的，但电机刚运行了三个多月就又犯了老毛病，噪音很大，振动也超了标。只能怀疑是轴电流的问题了，经现场测量，电机转轴上有2V的轴电压。将电机停下来再次进行检修，把拆下来的轴承进行了清洗，发现轴承内外圈、滚珠上有搓板状的凹槽条纹，这应该是轴电流在轴承游隙里放电引起的。于是将电机后轴承更换成了绝缘轴承，问题解决，电机正常运行至今。

我们在第一次检修时忽视了轴电流问题，其实轴电流问题只是对变频电机、低压大功率电机和高压电机才有较大影响，平时因轴电流问题引起的轴承发热损毁并不多见，所以很容易被忽视。

产生轴电流的原因是因为轴电压的作用，而轴电压的形成和下面几个因素有关：

1、磁不平衡产生轴电压

电动机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。

2、变频器供电产生轴电压

电动机采用变频器逆变供电运行时，由于电源电压含有较高次的谐波分量，在电压脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，使转轴的电位发生变化，从而产生轴电压。

3、静电感应产生轴电压

在电动机运行的现场周围有较多的高压设备，在强电场的作用下，在转轴的两端感应出轴电压。

4、外部电源的介入产生轴电压

由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，都会产生轴电压。

在正常情况下，电动机的轴电压较低，轴承内的润滑油膜能起到绝缘作用，不会产生轴电流。但当轴电压增加到一定数值，一旦在转轴、轴承、机座、壳体间形成通路，就会产生轴电流。如果不采取有效的措施，轴电流对于轴承基本上是毁灭性的打击，不严重时轴承系统表现为杂音，进而杂音变大；而轴电流严重时，轴承系统杂音变化特别快，拆解检查时轴承套圈上会有明显的搓板状痕迹；轴电流问题伴随着另一个较大的问题是润滑脂的降解失效，因而会导致较短时间内轴承系统发热烧毁。

轴电流形成的重要条件之一就是构成回路。保持润滑绝缘介质油脂的纯度，发现油脂变质必须及时更换新油，否则油膜的绝缘强度不能满足要求，容易被低电压击穿。必要时在非轴伸端的轴承座和轴承之间加装绝缘垫或采用绝缘轴承，切断轴电流的回路。绝缘轴承最主要的一个特征就是在表面有一个很薄（um级别）的涂层，它担负着电绝缘功能，可以抵抗超过500V电压下产生的电跳火，更厚的涂层可以抵抗1000V的高压放电。

对P8/1电机第二次检修时，针对轴电压产生的原因也进行了认真的排查。排除了静电感应和外部电源介入产生的轴电压，再根据轴承受损的迹象分析，应是变频器逆变供电含有较高次的谐波分量，在电压脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，使转轴的电位发生变化，从而产生轴电压。在转轴、轴承、机座、壳体间形成通路，产生了轴电流。

变频调速电机中高频轴电流对轴承的电蚀，最显著的特征就是在电机轴承内外圈、滚珠上产生搓板状的凹槽条纹。所以变频电机一端一定要使用绝缘轴承。对变频电机轴承发热损毁的原因分析，轴电流的问题不能忽视。