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雙饋型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承腐蝕解決方案。

近年來我國(guó)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。隨著風(fēng)電機(jī)組容量的不斷增加，變速恒風(fēng)電機(jī)組已成為目前風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的主流機(jī)型。其中，雙饋型變速恒頻風(fēng)電機(jī)組更是由于變頻器容量小、發(fā)電機(jī)制造簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境惡劣，可能遇到各種復(fù)雜的天氣狀況和運(yùn)行工況，軸承作為其中重要的易損部件，會(huì)出現(xiàn)各種故障問題，如軸承假性布氏壓痕、疲勞磨損、內(nèi)圈跑套、軸承電腐蝕等。

現(xiàn)以電腐蝕產(chǎn)生的原因、常規(guī)軸承電腐蝕防護(hù)措施論證軸承電腐蝕解決的較好方案。

軸承電腐蝕原因一、軸電流的產(chǎn)生軸電流問題自電機(jī)發(fā)展以來就一直被行業(yè)所關(guān)注。因?yàn)樗c軸承的實(shí)際壽命息息相關(guān)。目前行業(yè)內(nèi)主要將電機(jī)的軸電流分為兩類：“傳統(tǒng)”軸電流和由變頻器產(chǎn)生的軸電流。傳統(tǒng)軸電流在過去幾十年已經(jīng)被廣泛研究。其主要是由電機(jī)內(nèi)部磁通不平衡引起的，不平衡的漏磁通主要是由產(chǎn)品機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)公差和裝配過程引起，會(huì)在定子機(jī)殼、驅(qū)動(dòng)端軸承、軸以及非驅(qū)動(dòng)端軸承這個(gè)回路內(nèi)感應(yīng)電壓及電流。隨著電機(jī)尺寸的增大，磁路內(nèi)的漏磁通會(huì)增大，感應(yīng)電壓（可以通過油和轉(zhuǎn)子軸兩端的電壓大小進(jìn)行評(píng)判，通常軸電壓的規(guī)定值小于0.5V）也會(huì)隨之升高。由IGBT變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)會(huì)產(chǎn)生新的軸電流現(xiàn)象，這些現(xiàn)象不能用之前“傳統(tǒng)”的軸電流理論解釋。該電流是變頻器共模電壓與電機(jī)內(nèi)部復(fù)雜寄生電容共同作用的結(jié)果，其大小與變頻器的直流線線電壓和載波頻率息息相關(guān)。但迄今為止軸電流與軸承壽命之間尚不能通過清晰的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這就是目前無法指定這類軸電流值的原因。然而由PWM變頻器驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的軸電流同樣會(huì)像前面所說的“傳統(tǒng)”軸電流一樣加速軸承的老化和損壞，因此會(huì)減損軸承壽命。

二、軸承電腐蝕失效過種程電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，軸承內(nèi)、外圈滾道 與滾動(dòng)體間存在的潤(rùn)滑油膜會(huì)起到絕緣作用。對(duì)于較低的軸電壓，這層潤(rùn)滑油膜仍能發(fā)揮絕緣性能，不會(huì)產(chǎn)生軸電流。但當(dāng)軸電壓積累到額定數(shù)值并大于軸承油脂的擊穿電壓時(shí)，它們就會(huì)在軸承中產(chǎn)生電弧，沿著與電機(jī)軸承之間阻抗較小的路徑放電。特別是在軸承內(nèi)部滾道與滾動(dòng)體形成金屬性接觸瞬間，軸電流可達(dá)上百安培，導(dǎo)致軸承滾道產(chǎn)生小的麻點(diǎn)（凹坑）。當(dāng)發(fā)生此情況進(jìn)，由于濕度足夠高軸承鋼會(huì)熔化，軸承潤(rùn)滑脂也會(huì)被燒毀。由于極為頻繁的放電，不久整個(gè)軸承滾道布滿無數(shù)凹坑會(huì)造成過多振動(dòng)和噪音。而當(dāng)潤(rùn)滑油中摻入熔化的金屬微粒后，油膜阻值降低又會(huì)加速這個(gè)過程，軸電流的電解作用使?jié)櫥吞炕?。這兩個(gè)過程都會(huì)造成油潤(rùn)滑性能變差，使軸承溫度升高，造成軸承電腐蝕失效。

常規(guī)的軸電腐蝕防護(hù)措施目前發(fā)電機(jī)制造企業(yè)針對(duì)軸承電腐蝕問題主要采取以下兩種防護(hù)措施：

1、接地碳刷在變頻器共模電壓與電機(jī)內(nèi)部寄生電容的工同作用下，轉(zhuǎn)子軸上會(huì)感應(yīng)出高電勢(shì)，通過在非驅(qū)動(dòng)端加裝接地碳刷，軸電流繞過軸承泄掉；

2、是采用絕緣軸承，阻斷軸電流通過軸承的路徑。其中采用絕緣軸承從根據(jù)上解決軸電流是一勞永逸的方法。絕緣軸承主要的一個(gè)特征就是在軸承的外表面有一層很薄的氧化鋁涂層，它擔(dān)負(fù)著電絕緣功能，能抵抗超過500V電壓下產(chǎn)生的電跳火，更厚的涂層能抵抗超過1000V的高壓放電，因而可以有效避免主軸和軸承上因感應(yīng)電流導(dǎo)致跳火而導(dǎo)致軸承表面腐蝕、金屬表面形成縮孔以及軸承滾動(dòng)軌道上形成凹槽等缺陷。絕緣軸承采用特種噴涂工藝，在軸承的外表面噴鍍覆膜，覆膜與基體結(jié)合力強(qiáng)，絕緣性能好，可避免感應(yīng)電流對(duì)軸承的電蝕作用，防止電流對(duì)潤(rùn)滑脂和滾動(dòng)體、滾道造成的損壞，提高軸承的使用壽命。該工藝不斷被改進(jìn)，絕緣軸承中，在外圈或內(nèi)圈表面有一層100μm厚的涂層，可承受至少1000VDC的電壓。等離子噴涂工藝可形成一層厚度均勻、粘附力極強(qiáng)的涂層，再經(jīng)進(jìn)一步處理，使其能不受濕氣和濕度的影響。絕緣軸承可避免電腐蝕所造成的損害，因此與普通軸承相比應(yīng)用在電機(jī)中可保障運(yùn)行更可靠。而比起其他絕緣方法，如軸或外殼絕緣等，更加符合成本效益和可靠。