電動機的軸電流是怎樣產生的？

現場輥道電機機座號400及以上的電動機會有接地碳刷，一般來講不是發電機或者說同步電機使用滑動軸承的才會出現軸電流損壞軸承的問題么？一般非同步電動機本身機體就良好接地為什麼還需要單獨引接接地碳刷？

軋鋼廠的輥道電機都是變頻器驅動的電機。

電機採用 PWM 變頻器驅動時，變頻器輸出的共模電壓會施加在電機繞組和地之間，而電機內部存在寄生電容，共模電壓在電容耦合作用下，在電機軸承內外圈產生高頻軸電壓。

軸電壓高於軸承電容的閾值電壓時軸承的潤滑油膜會被擊穿發生放電，進而產生軸電流。

具體軸電壓的幅值是多少，和電機本身的雜散參數有關(比如軸承電容分壓比)，也和變頻器產生的共模電壓幅值和dv/dt等諸多參數(比如直流母線電壓利用率、死區時間、不同調製方式SPWM和SVPWM等等)有關。

可以建立電機雜散電容模型進行模擬驗證，但精度也很有限。原因主要是雜散電容精準值很難獲得：比如定子繞組與機殼之間的耦合電容就和絕緣材料以及絕緣工藝有很大關係，很難定量計算，測試也很難解耦各部分雜散電容分量。

簡單的模擬可以只考慮包括定子繞組與機殼之間的耦合電容、定子繞組與轉子之間的耦合電容、轉子與機殼之間的耦合電容、軸承電容的集中模型。這種等效無法考慮磁場不平衡狀態產生的影響。

個人經驗，高的電機軸電壓幅值能達到共模電壓的20%以上，低的電機可能不到1%。不過軸電壓低的電機軸電流也不見得低，和整個系統有關。

抑制手段可以從兩個角度思考：

1) 變頻器方面的優化———比如增加特定頻率的前饋有源濾波器、零共模電壓的空間矢量調製(與母線拓撲結構有關)等等。

2) 電機方面的優化———比如採用絕緣軸承，增加接地碳刷等等。

想詳細了解建議查查文獻，有很多相關論文。

不是非常懂，大概聽別人說過，複述如下。

軸電流是軸電壓產生的。軸電壓一般是共模電壓的十分之一左右。逆變器如果能輸出完美正弦波為Y接感應電機供電，那麼三相繞組中性點和母線中點之間的電壓（即共模電壓）就為零。但逆變器的實際輸出是斬波，共模電壓不為零。

感應電機機殼接地良好，那隻能說明對操作人員起到了很好的保護作用，而對於軸承來說卻是個壞事，電流都從軸承上經過流到大地里去了（大概是這樣？）。為此，一個解決辦法就是提供額外的接地通路，不要讓軸電流流過軸承，那個接地電刷可能就是這個用途（我猜的）。

19年8月7日，更新一下，軸電流是由共模電壓產生的。那為什麼有共模電壓呢？就按我目前的理解，就是因為在PWM激勵下，逆變器母線的中點和電機Y接三相繞組的中性點之間的電壓不為零。

軸電壓和軸電流的產生

軸電壓是電動機兩軸承端或電機轉軸與軸承間所產生的電壓，其產生原因一般有以下幾種：

(1) 磁不平衡產生軸電壓電動機由於扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，並且在轉軸的周圍有交變磁通切割轉軸，在軸的兩端感應出軸電壓。

(2) 逆變供電產生軸電壓電動機採用逆變供電運行時，由於電源電壓含有較高次的諧波分量，在電壓脈衝分量的作用下，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。

(3) 靜電感應產生軸電壓在電動機運行的現場周圍有較多的高壓設備，在強電場的作用下，在轉軸的兩端感應出軸電壓。

(4) 外部電源的介入產生軸電壓由於運行現場接線比較繁雜，尤其大電機保護、測量元件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉軸上，便會產生軸電壓。

(5) 其他原因如靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能導致軸電壓的產生。軸電壓建立起來後，一旦在轉軸及機座、殼體間形成通路，就產生軸電流。

電機軸電流?

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在電動機運行過程中，如果在電機兩軸承端或轉軸與軸承間存在軸電流時，將會大大縮短電機軸承的使用壽命，嚴重時只能運行幾小時。下面九星小編跟大家來分析下電動機軸電壓和軸電流的產生。

1.磁不平衡產生軸電壓

交流非同步電動機在正弦交變的電壓下運行時，其轉子處在正弦交變的磁場中。由於電動機定轉子扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風孔等的存在，在磁路中造成不平衡的磁阻。當電動機的定子鐵芯圓周方向上的磁阻發生不平衡時，便產生與軸相交鏈的交變磁通，從而產生交變電勢。當電動機轉動即磁極旋轉，通過各磁極的磁通發生了變化，在軸的兩端感應出軸電壓，產生了與軸相交鏈的磁通。隨著磁極的旋轉，與軸相交鏈的磁通交替變化，這種電壓是延軸向而產生的，如果與軸兩側的軸承形成閉合迴路，就產生了軸電流。一般情況下這種軸電壓大約為1-2V。

2.逆變供電產生軸電壓

電動機採用逆變供電運行時，供電電壓含有高次諧波分量，使定子繞組線圈端部、接線部分、轉軸之間產生電磁感應從而產生軸電壓。非同步電動機的定子繞組是嵌人定子鐵芯槽內的，定子繞組的匝間以及定子繞組和電動機機座之間均存在分布電容，當通用變頻器在高載頻下運行時，逆變器的共模電壓產生急劇變化，會通過電動機繞組的分布電容由電動機的外殼到接地端之間形成漏電流。該漏電流有可能形成放射性和傳導性兩類電磁干擾。而由於電動機磁路的不平衡，靜電感應和共模電壓又是產生軸電壓和軸電流的起因。當定子繞組輸人端突加陡峭變化的電壓時，由於分布電容的影響，繞組各點電壓分布不均，使輸入端繞組接近埠部分電壓高度集中而引起絕緣破壞或老化。這種現象一般破壞的部分是定子繞組，電壓常集中於侵入的端點部位。此外，由於繞組的電抗較大，輸人電壓的高頻分量將集中於輸人端點附近的分布電容上，通過配電線、繞組、機殼間的分布電容到接地線流通電流，形成一個LC串聯諧振電路，當其中產生高頻諧振電流時，就會產生各式各樣的故障。一般通用變頻器驅動容量較小的非同步電動機時，軸電壓的問題可以不考慮，但使用超過200kW的電動機時，特別是已有的風機、壓縮機等進行變頻調速改造的場合，最好事先確認軸電壓的大小，以便及早採取預防措施。

3.靜電感應產生軸電壓

在電動機運行現場，由於高壓設備強電場的作用，在轉軸的兩端感應出軸電壓。

4.靜電荷

電動機在運行過程中，負載方面的流體與旋轉體運行摩擦而在旋轉體上產生靜電荷，電荷逐漸積累便產生軸電壓。由這種情況產生的軸電壓和由磁交變所產生的軸電壓在原理上是不同的。靜電荷產生的軸電壓是間歇的，並且是非周期性的，其大小與運轉狀態、流體的狀態等因素關係很大。如靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能導致軸電壓的產生。軸電壓建立起來後，一旦在轉軸及機座、殼體間形成通路，就產生軸電流。

5.外部原因

外部電源的介入產生軸電壓。由於運行現場接線比較繁雜，尤其大電機保護、測量元件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉軸上，便會產生軸電壓。

由上分析，電動機的軸電壓、軸電流是由於環繞電動機軸的磁路不對稱、轉子運轉不同心、感生脈動磁通等原因產生的。它會使軸一軸承一機座的迴路有軸電流流通，在電動機轉子軸兩端、軸與軸承之間、軸與軸承對地形成軸電壓。根據軸承的種類不同，其耐壓程度有所不同，若超過軸承所允許的值，會通過油膜放電或者導電，在軸瓦和軸承處產生點狀微孔，並在底部產生髮黑現象。嚴重時會使軸和軸承受到損壞，運行中伴隨著強烈的雜訊及設備外殼帶電等。

哈哈，前面有兩個專業回答了。簡單歸納一下，共模電壓和對不成磁場會引起軸電流。

這個沒接觸過，謝謝邀請。

剛好虛心向大家學習下。感謝討論分享的人。