在電機運行中,定、轉(zhuǎn)子磁路中或圍繞軸的相電流中的任何不平衡都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)磁鏈。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時,這些磁鏈能在軸兩端產(chǎn)生電位差,這一電位差稱為軸電壓。軸電壓能通過兩端軸承在軸和機殼所形成的環(huán)路(閉合電路)中激勵出循環(huán)電流,該電流稱為軸電流。如圖a所示。
另外,轉(zhuǎn)子鐵心的剩磁較多,對于繞線轉(zhuǎn)子電機,若發(fā)生繞組兩點及以上對轉(zhuǎn)子鐵心或轉(zhuǎn)軸短路等,也會產(chǎn)生軸電壓和軸電流。
軸承電流的大小與電機的結(jié)構(gòu)、電機的功率、驅(qū)動電壓的幅度、脈沖上升時間、電纜長度等因素有關(guān)。電機的功率越大、驅(qū)動電壓越高、驅(qū)動電壓的上升沿越陡、電纜越短,則軸承電流越大。
變頻器驅(qū)動電機的PWM電壓中包含了豐富的高頻(最高可達幾千赫茲)成分,高頻電流能夠通過軸承中的雜散電容流過軸承,形成軸承電流,該電流要遠大于普通正弦波交流電源供電時的數(shù)值,當(dāng)然其破壞性也會很大。
當(dāng)電機的軸電壓達到一定程度時,會造成電機軸承滾動體(滾珠或輯子)與滾道之間產(chǎn)生電弧放電,產(chǎn)生點狀或搓板狀損傷(如圖b所示),并可產(chǎn)生細小的金屬顆粒進入軸承潤滑脂(油)中,使?jié)L動阻力增加,導(dǎo)致軸承過熱甚至燒損。