当变频器的电流流过轴承时,若电流处于间歇通讯状态,间歇性通信电路会产生电弧,会烧坏轴承。
电流流过交流电机轴承的原因主要有两个:一是内部电磁场不平衡引起的感应电压;二是杂散电容引起的高频电流路径。
理想交流感应电机内部的磁场是对称的。当三相绕组的电流相等,相位差为120°时,电机轴上不会感应出电压。当变频器输出的PWM电压导致电机内部磁场不对称时,会在轴上感应出电压,其幅值在10-30v之间,与驱动电压有关。驱动电压越高,轴上的电压越高。
当这个电压值超过轴承中润滑油的绝缘强度时,就会形成电流通路。在轴旋转的过程中,在某一时刻,润滑油的绝缘再次阻断电流。这个过程类似于机械开关的通断过程,在通断过程中会产生电弧,电弧会烧蚀轴杆、球和轴碗表面,形成凹坑。如果没有外部振动,小凹坑不会有太大的影响,但是如果有外部振动,就会产生沟槽,对电机的运行影响很大。
此外,实验表明,轴上的电压也与变频器输出电压的基频有关。基频越低,轴上的电压越高,轴承损坏越严重。
电机运行初期,当润滑油温度较低时,电流幅值为5-200ma,如此小的电流不会对轴承造成任何损伤。但电机运行一段时间后,随着润滑油温度的升高,峰值电流会达到5-10 A,会引起电弧,在轴承部件表面形成小凹坑。