發布時間：2020-12-24所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：在煉化裝置電動機維護工作中，發現個別使用變頻器控制的電動機滾動軸承過早損壞，應用狀態檢測分析方法，結合實際檢修故障現象，分析變頻電機滾動軸承過早損壞的原因，延長軸承壽命，保障裝置運行平穩。 關鍵詞：滾動軸承;變頻器;諧波;刻軸 1.引 言
摘 要：在煉化裝置電動機維護工作中，發現個別使用變頻器控制的電動機滾動軸承過早損壞，應用狀態檢測分析方法，結合實際檢修故障現象，分析變頻電機滾動軸承過早損壞的原因，延長軸承壽命，保障裝置運行平穩。
關鍵詞：滾動軸承;變頻器;諧波;刻軸
1.引 言
在煉油廠生產工藝中，電動機是生產環節中提供原料、穩定裝置加工量、保持平穩生產的關鍵設備。通過日常巡檢、定期監測、定期潤滑等維護方法正常電機軸承壽命可以保證兩年以上。部分生產工藝壓力高、流量大，操作變化頻繁的機泵，為保證流量和系統壓力，采用變頻器控制電動機調速的方法滿足嚴苛的工藝要求。但由于變頻器固有的諧波危害和電動機的工頻特點，部分變頻電機會出現軸承過早損壞，被迫縮短檢修周期的情況。
2.變頻電機故障實例
常減壓裝置減壓渣油泵電機P-205A，型號YBP 355L2-2，額定功率280kW，額定電壓380V，額定電流491.4A，前后軸承NSK6318C3，控制變頻器為丹佛斯VLT8452，容量416kVA，額定電壓380V，額定電流600A，自帶加油嘴定期潤滑。
2.1機組結構
該機采用專門的剛性基礎，雙支結構。
2.2風扇及聯軸器側水平速度趨勢圖
電動機聯軸器側及風扇側振動速度趨勢平穩，且保持較低趨勢圖1。
2.2聯軸器側水平加速度趨勢圖、頻譜圖
聯軸器側加速度趨勢明顯呈階梯型上升,兩個月內突破報警，達到65m/s2的臨界危險值，頻譜圖在高頻率范圍內出現連續坦值，反應軸承摩擦面磨損嚴重，現場檢查噪音極大，加脂潤滑不能改善，切換備機檢修，圖2。
2.3檢修情況
解體檢修，檢查電機內部定轉子正常，端蓋與轉軸軸承座部位未見跑套磨損，潤滑脂顏色、硬度正常，但更換下來的軸承滾珠表面已無光澤呈磨砂狀，內外圈有條形凹槽呈條碼狀，前后兩套軸承情況相同，符合典型軸電流刻軸現象，如圖3。
3.原因分析
該機軸承過早損壞，從振動趨勢及檢修情況看可以排除負載、振動等機械原因，更換下來的軸承表現出典型的軸電流刻軸現象，故障原因在變頻器控制方面。
該機變頻器主電路為交-直-交，外部輸入380V/50HZ工頻電源，經三相橋式不可控整流成直流電壓，經濾波電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可調的交流信號，變頻器輸入部分為整流電路，輸出部分為逆變電路，這些都是由非線性原件組成的，在開斷過程中，其輸入端和輸出端都會產生高次諧波分量，在電壓脈沖分量的作用下，定子繞組線圈端部、接線部分、轉軸之間產生電磁感應，使轉軸的電位發生變化，從而產生軸電壓。當軸電壓增加到一定數值時，尤其在電動機變速時，軸承內的潤滑油膜變薄，軸電壓將擊穿油膜而放電，構成回路，軸電流將從軸承和轉軸的金屬接觸點通過，由于該金屬接觸點很小，所以這些點的電流密度大，在瞬間產生高溫，使軸承局部燒熔，被燒熔的軸承合金在碾壓力的作用下飛濺，于是在軸承內表面上燒出小凹坑。一般由于轉軸硬度及機械強度比軸承燒熔合金的高，通常表現出來的癥狀是軸承內表面被壓出條狀電弧傷痕，滾珠呈磨砂狀。
4.控制措施
4.1控制高次諧波
4.1.1串聯輸出電抗器
由于電機與變頻器之間的電纜存在分布電容，尤其是在電纜距離較長，且電纜較粗時，變頻器經逆變輸出后調制方波會在電路上產生一定的過電壓，使電機無法正常工作，可以通過在變頻器和電機間連接輸出電抗器來進行限制。
4.1.2串入濾波器
輸出濾波器串聯在變頻器輸出側，由電感線圈組成，可以減小輸出電流中的高次諧波成分，抑制變頻器輸出側的浪涌電壓，同時可以減小電動機由高頻諧波電流引起的附加轉矩。
4.2使用絕緣軸承
各大軸承廠商均提供外部帶絕緣涂層的軸承，用以解決軸電流對軸承摩擦面的損害。
5.結論
當變頻技術在化工行業廣泛應用的同時，諧波污染對系統和設備的影響不容忽視，本文從滾動軸承變頻電機的實際維護情況出發，通過監測分析方法發現問題，探討符合現有設備實際情況的解決辦法，控制諧波污染，有效的延長電動機軸承使用壽命，從而保障煉化裝置運行“安、穩、長”。——論文作者：文杰 衛海龍
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