發電機軸電流
2026-04-07
一、發電機軸電流
根據同步發電機結構及工作原理，由于定子鐵芯組合縫、定子硅鋼片接縫，定子與轉子空氣間隙不均勻，軸中心與磁場中心不一致等，機組的主軸不可避免地要在一個不完全對稱的磁場中旋轉。這樣，在軸兩端就會產生一個交流電壓。
正常情況下要求機組轉動部分對地絕緣電阻大于0.5MΩ，如果在大軸兩端同時接地就可能產生軸電流。
理論上分析，電機的軸不應該帶電，自然地軸上不應該有電流通過；但對于高壓電機、低壓大功率電機和變頻電機，軸電流還是確實存在的，只是電機電機軸電流的大小不同而已。
在電機的實際試驗和運行過程中，可以發現有的電機軸顯示出被磁化的現象，即可以看出對于微小的鐵質粉沫有一定的吸附力，特別是對電機的軸承系統有較大危害。
產生軸電流的必要條件是軸電壓和回路。軸電壓，是由于電機磁場不對稱等因素，電機軸被磁化，在軸上感應出的電壓，當有閉合回路條件時，即產生較大的軸電流。磁路不對稱、電動機整流和逆變系統的電容耦合作用、靜電感應和軸向磁通及剩磁等都可能導致軸電壓的產生。其中，磁路不對稱引起的軸電壓是存在于電機軸兩端的交流型電壓。對于大型電機，定子鐵芯采用扇形沖壓片、轉子偏心、扇形片的磁導率不同，以及冷卻和夾緊用的軸向導槽等電機制造和運行原因引起的不對稱，產生交鏈轉軸的交變磁通，在電機軸兩端產生電位差。這種交流軸電壓一般不會超過10V，但具有較大的能量。如果不采取有效措施，軸電壓經過軸承系統形成一個回路，將產生很大的軸電流，導致電機的軸承系統發生電擊穿。
在電機軸電流的控制措施中，一般以軸電壓的高低作為是否采取措施的基本依據，國外的一些電機技術資料，將350毫伏作為軸電壓防治的界定條件，即，當軸電壓未達到這個數值時，對于電機的軸承系統不會有太大影響，而超過這個值時將極有可能會導致軸承系統發生嚴重的問題。
二、絕緣軸承位置選擇
對于高壓電機和變頻電機，在軸承系統采取必要的軸電流干預措施是比較常見和有效的措施，如絕緣軸承的選擇安裝、絕緣軸承套的選擇和安裝等。無論選擇絕緣軸承還是絕緣軸承套，其基本的思路是斷路措施，即通過切斷軸電流回路，達到對軸承系統的保護效果。
就斷路措施的本質而言，在電機的軸伸端、非軸伸端采取措施都是可以的，也可以采取雙保險措施，即在電機的兩端軸承都采取措施；但從經濟必要，以及可能的影響出發，更多地采取單軸承系統絕緣措施，即在電機的一端軸承采取干預措施。當采用單軸承絕緣措施時，更多地選擇電機的非軸伸端軸承，這是為什么？
（1）相對于電機的軸伸端，非軸伸端軸承為非驅動端，其軸承所承受的力要相對小一些，這樣可以規避電機運行過程中相對頻繁的軸承更換，因為無論是絕緣軸承還是絕緣軸承套，其造價還是要高一些。
（2）從電機兩端軸承的配置分析，非軸伸選擇球軸承的可能性更大，對該系統采取絕緣措施，對于軸承的保護更合理和科學。
（3）當涉及三軸承結構時，軸伸端的軸承系統結構要相對復雜，因而也是選擇非軸伸端的絕緣結構的原因之一。
（4）從絕緣軸承本身的結構分析，絕緣內圈、絕緣外圈及絕緣滾珠結構都直接涉及到與關聯零部件的配合關系，相對平穩的運行是保持軸承質量穩定，進而保證電機安全運行的關鍵。
而對于采用旁路措施的軸電流防治措施，則會按照電機的實際物理空間約束安裝在電機的某一端，但后期的維護保養便捷性是一個必須兼顧的問題。
（來源：發電企業振動診斷）
