當下，機械工程師對于現場的電機維護，都會通過振動、溫度兩方面，快速排查問題點。測振分析與紅外熱像，是常見的檢測手段。

問題的原因，常分為機械與電氣兩類。

機械原因包括對中差、動平衡差、軸承磨損等。

電氣原因則相對復雜，有三項不平衡、過載、瞬態沖擊、浪涌、諧波等等。也相對的，更復雜，且難以驗證。

這次小編將用過一個實際案例，來闡述一個電氣問題引發的振動變大。

上海某家化工企業的現場使用大型變頻電機，來驅動風機工作，去年更換過變頻器之后發現，電機振動變大，溫升明顯，檢修時發現軸承電腐蝕情況如下圖

軸承的內表面成瓦楞狀，細看猶如“搓衣板”的齒痕一樣。這樣粗糙的表面導致了磨損加速，最終導致了振動與發熱。

這種典型的電腐蝕，實際是變頻電機的“軸電壓”所導致的

為什么電機接上變頻器就會有軸電壓事件的產生呢？

這里我們來介紹下“軸電壓”這個概念

變頻器供給電機的電壓不是正弦波，而是正、負脈沖波形。該電壓的瞬時值為直流電平的正值、負值或0。因此三相電壓不可能“平衡”，三相瞬時值之和不為0。

機端的脈沖電壓，通過電容耦合，可在轉軸上產生較高的“共模電壓”。

當軸電壓超過軸承潤滑油的絕緣能力，即高于油層的擊穿電壓時，產生了電火花加工電流。此時，油膜被擊穿，軸承內外滾道瞬間短路。

整個過程可簡化為：軸電壓迅速放電，對軸承內側“打電弧”，產生電腐蝕。

由于滾珠與滾道內表面位點接觸，放電電流密度很大。瞬間的高溫將灼傷軸承，因此出現了點蝕和槽溝。

對于軸電壓的治理方法其實并不困難，使用碳刷接地即可，將電導入地下即可有效防止軸電壓的產生。

但依然引發了后續問題：

1·碳刷是消耗品，如何確定碳刷有效性？

2·如何需要安裝碳刷，數量是多少？

回到開頭提到的這家化工企業，目前他們使用了4個碳刷接地來防止軸電壓。對于測試手段，他使用了福祿克196示波表來測試，但效果不理想，無法區分軸電壓事件。同時金屬探頭和軸高速摩擦，壽命大大較少。

本次福祿克的工程師使用了MDA-550變頻電機分析儀來測試。

MDA具備了軸電壓的專項功能，根據拓撲圖接線，安裝好探頭即可開始測試。

軸電壓測試現場

將測試碳刷固定在電機上并讓刷頭與電機轉軸接觸。

將現場4個碳刷，分別進行安裝來進行測試

測試結果如下

1、無接地碳刷情況下：頻繁軸電壓事件，最高達到4V以上，平均每秒有7次軸電壓事件

2、安裝2個接地碳刷情況下：軸電壓數量大幅下將，效果顯著，平均每秒2次軸電壓事件

3、安裝4個接地碳刷情況下：沒有軸電壓放電事件，安全可靠

本次案例小結

1·用戶現場的4個接地碳數確實可以起到防止軸電壓的事件，通過福祿克MDA的測試證實

2·碳刷屬于消耗品，長時間則可能失效，需定期測試，以保證軸電壓不會再次出現。

福祿克MDA-550擁有專項變頻電機的測試功能，不僅能針對測試軸電壓的發電事件，還可實現軸電壓事件次數的統計，評估軸電壓嚴重性，保障設備安全運行。