近年來船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)需求日趨增多，交流變頻調(diào)速應(yīng)用日趨廣泛。采用變頻調(diào)速不但能實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速，而且可以在不同應(yīng)用場(chǎng)景和不同負(fù)載條件下使電動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行在高效區(qū)，并確保優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性。隨著推進(jìn)電機(jī)容量的不斷增大，軸電流導(dǎo)致電機(jī)損傷事故屢有發(fā)生，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該重視由軸電流引起的危害。
軸電流產(chǎn)生機(jī)理和危害船舶交流電力推進(jìn)系統(tǒng)一般包括推進(jìn)變壓器、推進(jìn)變頻器和推進(jìn)電機(jī)，變頻器一般采用電壓型兩電平交-直-交拓?fù)浞桨?，變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)，包括整流單元、制動(dòng)單元、逆變單元等組成，力求達(dá)到較大的功率密度和高可靠性，主回路示意圖如圖。
變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)軸與軸承之間產(chǎn)生的電壓叫做軸電壓，若軸承絕緣不佳，則會(huì)通過軸承、軸承座或機(jī)座等構(gòu)成回路，軸電流就產(chǎn)生了。軸電壓是隨著電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行就存在的，一般普通工頻電機(jī)軸電壓產(chǎn)生主要是由電容電流、單極效應(yīng)或磁路不對(duì)稱等因素造成，最終還是由磁通脈動(dòng)造成的，在正弦波供電的情況下，軸電壓較小，危害不大"。但是對(duì)于船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的變頻電機(jī)大都采用變頻供電，這時(shí)電機(jī)的軸電壓主要是由于電源三相輸出電壓不平衡的零序分量產(chǎn)生。
變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中諧波高頻成份多，高次諧波分量在定子繞組、電纜和轉(zhuǎn)軸中產(chǎn)生電磁感應(yīng)，電機(jī)內(nèi)分布電容的耦合作用形成共模回路，產(chǎn)生共模電壓高頻振蕩，并與轉(zhuǎn)子容性耦合，形成轉(zhuǎn)軸對(duì)地電壓，借助電機(jī)軸、軸承和機(jī)座等構(gòu)成回路將產(chǎn)生軸電流。軸電壓不高的時(shí)候，電機(jī)軸承潤(rùn)滑后形成的一層油膜可以起到絕緣作用，軸電流沒有通路。
但是當(dāng)軸電壓較高且潤(rùn)滑不充分時(shí)，軸電壓過將使?jié)櫥湍舸┓烹姰a(chǎn)生軸電流，并導(dǎo)致發(fā)熱產(chǎn)生高溫?zé)?，?duì)軸承內(nèi)圈外圈、或滾珠產(chǎn)生損傷，形成一些微小區(qū)域的凹槽損傷，對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)來說，將引起異常噪聲振動(dòng)，不及時(shí)采取措施將在電機(jī)軸承的內(nèi)外圈、滾珠上產(chǎn)生大面積損傷，導(dǎo)致軸承損壞，大大降低電機(jī)的使用壽命。
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