旋转电机轴承电蚀损伤机理与缓解措施研究进展

随着现代电力电子技术与驱动电机的深度融合,由变频驱动系统所导致的电机轴电压和轴电流及其负效应-轴承电蚀,已成为轴承失效的主要模式之一。目前,对于旋转电机轴承电蚀损伤失效的确切机理尚不清楚,难以对轴承电寿命进行有效预测。在国家提出高端装备轴承可靠性提升的背景下,轴承电蚀故障已成为限制电机系统可靠性的关键问题。该文首先介绍了电机系统轴电压和轴电流的来源及分类,然后分析了轴承电蚀损伤典型故障以及电蚀损伤影响因素,总结了轴承电气模型及轴承电容计算方法的研究现状,最后讨论轴承电蚀损伤缓解技术,并根据目前的研究现状和面临的挑战,展望未来可能的研究方向。

直驱永磁牵引电机振动原因分析

目的:与传统的异步电机相比,直驱永磁传动可省掉齿轮传动装置,提高传动效率,减小传动机构维护工作量,并提高传动系统整体效能。为解决直驱永磁牵引电机低速运行时振动加剧的问题,提高直驱永磁牵引电机服役寿命及安全性与舒适性,特开展本研究。方法:针对直驱永磁牵引电机在90~105 r/min转速范围内出现的振动加剧问题,根据永磁电机振动机理通过解析法分析了直驱永磁牵引电机极槽配合与电机径向电磁力之间的数值关系;使用SKF-AX型数据采集器对直驱永磁牵引电机传动端与非传动端及不同方向进行振动加速度检测,并对振动结果进行频谱分析,找到引起振动的频段;通过有限元方法对直驱永磁牵引电机进行径向力分析,对定子铁心模态进行分析,得到径向力的幅值、频率以及定子铁心自振频率。结果及结论:结合解析法、振动检测试验及有限元仿真分析证明该电机在90~105 r/min转速范围内发生共振是引起振动加剧的根本原因;并基于以上分析对该电机的极槽配合进行了改进,将电机14极114槽更改为14极126槽。通过有限元仿真分析及振动检测试验可知,已有效解决了电机在90~105 r/min出现的共振问题,提高了直驱永磁电力机车的安全性与舒适性。