摘　要：分析了大功率矿井提升机电动机轴瓦磨损问题，指出导致该问题的原因之一是轴电流的存在；分析了轴电流产生的原因及其对电动机的危害，进而提出了降低轴电压、保持电动机转子轴与轴瓦之间等电位、保持电动机转子轴与轴瓦之间绝缘等3种减小轴电流危害的方法。
　　关键词：矿井；提升机；电动机；轴瓦磨损；轴电流；危害；消除
　　0　引言
　　目前，大功率矿井提升机电动机的轴瓦磨损现象较严重，易导致轴间隙过大的问题，引起电动机振动，严重时则容易引起电动机扫膛甚至电动机烧毁。导致轴瓦磨损现象的原因除了机械安装不当之外，还有可能是轴电流的存在。对此，笔者分析了轴电流产生的原因及其产生的危害，进而提出了消除轴电流危害的解决方法。
　　1　轴电流产生的原因及其危害
　　轴电流是因电动机转子轴与轴瓦充当轴电压放电回路的一部分而造成的。所谓轴电压是指在电动机运行过程中，转子轴两端会由于磁不平衡、静电感应、外部电源接入等原因产生电位差，该电位差即为轴电压。轴电压会造成电动机转子轴与轴瓦间的电势累积或放电，从而造成轴瓦机械性损坏。
　　2　减小轴电流危害的方法
　　2.1 降低轴电压
　　下面根据轴电压产生原因的不同来分析降低轴电压的方法。
　　（1）磁不平衡产生的轴电压
　　产生磁不平衡现象的原因包括三相交流电源不平衡或电动机的三相绕组不平衡。主流的PWM高脉冲波驱动电动机时电动机的电流波形近似为正弦波，但电压波形却是一系列等幅不等宽的矩形波，即使交-交变频也会造成大量的谐波存在，进而造成磁场的不完全平衡。另外，由于电动机定子和转子的扇形冲片、硅钢片等叠装因素，加上铁芯槽、通风孔等原因，电动机运行时在磁路中产生不平衡磁阻。当电动机定子铁芯在圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与转子轴相交链的交变磁通，转子轴周围有交变磁通切割转轴，轴两端感应出轴电压。一般情况下，该轴电压大约为1~2V。降低该种轴电压的方法只能是在电动机的生产工艺过程中提高工艺精度，以及用逆变器驱动电动机时增加滤波器以减小逆变侧产生的轴电压。但该种轴电压无法完全避免，降低其大小的难度也较大。
　　（2）静电感应产生的轴电压
　　若电动机运行现场周围有其它电气设备，这些电气设备会产生较复杂的磁场，使电动机转子轴两端感应出轴电压。因此，应尽量避免将电动机安装在较复杂的磁场环境下。
　　（3）外部电源介入产生的轴电压
　　若运行现场接线比较繁杂，尤其大电动机保护、测量元件接线较多，如有带电导线搭接在电动机转子轴上时，会产生轴电压。因此，应做好电动机保护、测量元件的绝缘处理并定期检查。
　　（4）其它原因产生的轴电压
　　电动机在运行过程中，负载侧与旋转侧运行摩擦而在旋转侧产生静电荷，静电荷逐渐积累会产生轴电压。该情况下产生的轴电压与磁交变所产生的轴电压在原理上不同。静电荷产生的轴电压是间歇性、周期性的，其大小与运转状态、流体状态等因素有关。如静电荷积累、测温元件绝缘破损漏电等因素都会产生轴电压。轴电压产生以后，只要转子轴及机座、壳体间形成通路，就会产生轴电流。因此，需及时将这些产生的静电荷引入大地，防止累积的电势过高产生轴电流。
　　轴电压的存在是无法避免的，也是无法完全消除的。降低轴电压只能减小轴电流的危害，因此，如何消除轴电流、如何防止轴电压通过轴承形成闭合回路是解决问题的关键。
　　2.2 保持电动机转子轴与轴瓦之间等电位
　　保持电动机转子轴与轴瓦之间等电位的具体做法如图1所示。在转子轴传动端与端盖上安装碳刷，通过碳刷将转子轴和端盖连在一起。由于端盖与轴瓦之间接触良好，因此，可通过碳刷将轴瓦与定子轴之间保持等电位，避免放电现象的发生。

1.轴承外盖；2.刷杆座；3.刷杆；4.铜刷；5.压指；6.刷盒；7.转轴
图1 保持电动机转子轴与轴瓦之间等电位的具体做法

　　2.3 保持电动机转子轴与轴瓦之间可靠绝缘
　　保持电动机转子轴与轴瓦之间可靠绝缘的具体做法可考虑使用绝缘轴承或者是在轴承底座做绝缘处理，这样即使有电位差也不会产生放电现象。在做绝缘处理后需注意轴承底座的一些测温元件等相关附属器件的绝缘，从而防止轴电压从附属器件处构成闭合回路进而形成轴电流。
　　3　结语
　　分析了大功率矿井提升机电动机轴瓦磨损问题，指出导致该问题的一个主要原因可能是轴电流的存在；分析了轴电流产生的原因及其对电动机的危害，进而提出了降低轴电压、保持电动机转子轴与轴瓦之间等电位、保持电动机转子轴与轴瓦之间绝缘等3种减小轴电流危害的方法。从操作简单、易于见效的角度来看，只需增加接地碳刷的轴瓦与电动机转子轴之间等电位方法较为易于实施，其它方法需增加投资成本，且效果不甚明显。若从避免轴电流产生的角度考虑，使轴瓦与电动机转子轴之间等电位或绝缘较易实施，效果也较明显，投资成本也较低，可实施性较高。
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