双馈式风力发电机的轴电压问题

罗耀华 · 发表于 2010-8-1 10:34

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众所周知，双馈式风力发电机的转轴上必须安装接地电刷来防止轴电流烧坏轴承。而轴电流是转轴两端的电压降产生的。由于本人对电磁设计这块不熟悉，所以希望大家一起来谈谈：
1.轴电压产生的原因是什么？
2.如何从电磁设计上尽量避免产生轴电压？
3.如何从制作工艺上降低电机轴电压？
4.如果轴电压是客观存在的，那么有没有一个临界伏特值，可以来界定电机的轴电压在允许范围之内?
各位高手请畅所欲言，小弟感激不尽。

向风何处 · 发表于 2010-8-1 20:39

轴电压个人认为是在电机磁路不绝对对称的情况下，在转轴上感应产生的相对机座（地）的电压。在设计上基本上都是对称的。在工艺上当然还是要保证磁路对称。轴电压其实一般都是比较低的。但是他对轴承的影响是不可忽视的。重要电机都会在轴电压方面采取措施，就是在轴对地之间增加短路碳刷。轴电压主要会造成在轴承滚珠，滚子在轻微放电，造成滚道出现电蚀，破坏轴承使用寿命。

aser · 发表于 2010-8-1 21:13

本帖最后由 aser 于 2010-8-1 21:22 编辑

我来说2句～～
1.产生轴电压的原因
a.磁回路不平衡，而产生和轴铰链的交变磁通（这点可以从定子铁心分瓣数和级数之间的关系判断。
b.供电电源的关系。只要电机连接到变频器就会产生轴电压，目前还没有能产生波形完美无暇的变频器。
2.消除轴电流目前比较少见说是通过电磁设计方式消除。
3.绝缘端盖及装接地碳刷或者陶瓷绝缘轴承方式，
4.轴电压通过是数伏，实际基本上2V以下，轴承油膜所能承受的电压大约在1V左右，但是油膜介电性能不稳定,实际工程项目中一般允许值为500mv(0.5V),对轴承不会产生危害危害的电流据说在0.2A/cm2以下。
轴电流绝缘的电阻值通常在0.01M欧，但是新电机放余量，以1M欧为标准。

以上所有数据仅供参考

罗耀华 · 发表于 2010-8-2 11:09

轴电压通过是数伏，实际基本上2V以下，轴承油膜所能承受的电压大约在1V左右，但是油膜介电性能不稳定,实际工程项目中一般允许值为500mv(0.5V)

aser兄，不知道你有没有接触过具体发电机的实测值。反正据我所知国内制造商的1.5MW发电机，轴电压远大于0.5V。

elastic123 · 发表于 2010-8-2 11:40

0.5V是强制性的，我看到的电机都低于该值

罗耀华 · 发表于 2010-8-2 20:00

不知道5楼的兄弟看到的电机是哪家的，方便的话能不能告知下。
另外，0.5V的测量条件是什么，是电机试验时空载测量，还是在变频器给转子供电时测量？

还有，习惯性的问下，相关的标准出处在哪？

normahxh_002 · 发表于 2010-8-2 20:13

变频器在输出要求电压du/dt变化率要小，否则会在轴承上感应出电压，产生涡流引起轴承损坏

aser · 发表于 2010-8-2 21:29

du/dt主要影响电机线圈绝缘

elastic123 · 发表于 2010-8-3 12:27

回复 6# 罗耀华

哈哈，国内主流的基本都见过，标准是GB/T1029

caoyangyf · 发表于 2010-8-3 12:39

好像没有这么高吧，我们测量出来的都远小于0.5V

向风何处 · 发表于 2010-8-3 17:50

0.1~0.2.。。。。。。。。。

罗耀华 · 发表于 2010-8-4 11:41

哈哈，国内主流的基本都见过，标准是GB/T1029

我查了该标准，没找到0.5V的内容。

况且，这个标准是三相同步电机试验方法，适用吗？

elastic123 · 发表于 2010-8-4 13:39

关于0.5V这个值，你可以见GBT20161
关于GB1029的引用，这个可见于GBT23479

dujydjy · 发表于 2010-8-4 14:02

Acer 等各位说的是轴接地后的轴电压吧

楼主说的是不接地时电机励磁后轴上产生的电压

轴电压一般能达到200V左右吧，当然是指不接地的情况下。

哈哈哈 · 发表于 2011-5-9 20:23

回复 4# 罗耀华
想问一下1.5MW风力发电机定转子槽配合选取不当会不会引起高的轴电压，目前1.5MW主流的槽配合是多少呢

houmzhong · 发表于 2011-5-10 19:05

你们做的电机轴两侧都加装电刷吗？

xidian203 · 发表于 2011-5-11 15:08

版主，绝缘端盖为什么能防止轴电流

ytmdlh · 发表于 2011-5-26 13:46

首先纠正一下，叫轴电流更合适一些，而不是轴电压。因为本身轴端的电压差是极小的，真正的电压差是存在于定子机壳与转轴之间，也也就是轴承的内外圈之间。如果该电压高到足以击穿油膜就会在轴内产生电流，因此称为轴电流，个人认为称作“轴承穿透电流”更贴切些。
轴电压的产生不是因为电磁设计上的缺陷，而是因为电机生产工艺和材质方面的影响或变频器的影响。因为不论是材质还是生产工艺很难达到发电机内物理空间的导磁率各向同性及磁阻均衡，磁饱和的原因也会加剧这种磁场畸变，从而导致空间磁通量的不均衡：即在定子、转子、前后轴承所围成的轴向空间内，瞬间磁通量之和不为零。因此该交变磁通在该空间内产生感应电势，这是轴电流产生的根本原因。如果该电视足以击穿油膜，便有了轴电流和轴承电腐蚀。目前来避免它的方法是一方面增加轴承绝缘，同时也可利用接地碳刷来将轴承旁路效果更好。关于变频器的的影响，不仅会体现在轴承上，也会体现在集电环上；变频器的高频谐波在电机内形成的磁场畸变及不均布，会产生更高频的轴承电势，该电势有时虽不足以击穿轴承油膜损坏轴承，但却可以形成交流电容穿透而损伤集电环。

xiake · 发表于 2011-11-22 14:21

“变频器产生高频谐波，形成交流电容穿透而损伤集电环。”

请教一下：这个“交流电容”是哪两者之间的？如何损伤集电环？谢谢！

neil.wangchao · 发表于 2011-11-25 08:23

回复 17# xidian203

轴电流是指，由于转子轴两端存在电压差。所以，如果不采用绝缘轴承或绝缘端盖的话，就会在转子-轴承-机壳之间形成同路，进而产生轴电流。

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