电机轴承电蚀损伤缓解技术的研究进展

海川老鱼 · 发表于 2025-10-25 21:30:11

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轴承作为电机系统的关键部件，其失效模式主要分为滚动接触疲劳、磨损、腐蚀、电蚀、塑性变形、开裂断裂。随着电机的持续运行，轴承在不同位置油膜频繁击穿放电，熔化的金属微粒移动、硬化，轴承滚道表面出现凹槽，润滑油脂逐渐降解，轴承损伤不断加剧，电机振动和噪声不断加剧，最终轴承因电蚀损伤失效。研究轴承电蚀损伤机理以及影响因素的目的是提出缓解轴承电损伤的措施，提高轴承运行寿命，保证系统在各种运行条件下安全运行。

第一类缓解技术针对轴电流的流通路径降低轴电流。

静电屏蔽可降低轴电压；大量导电纤维制成的支撑环可有效抑制EDM轴电流；调节定子斜槽角度及开口宽度、改变绕组形状，能降低转子与绕组间电容，降低轴电压；使用转轴接地电刷可提供低阻抗路径，缓解轴承电蚀损伤；使用电磁屏蔽槽楔能抑制轴承放电电流；K. Vostrov等将静电屏蔽原理应用在定子槽及端部绕组，有效降低BVR，在驱动端放置静电屏蔽比在非驱动端放置更有效；无源滤波器、电抗器和正弦滤波器可降低电机端的电压变化率。

第二类缓解技术针对轴电流的根源（例如逆变器）来降低轴电流。

A. Jauanne等提出了一种双桥逆变器，消除了轴电压和轴电流；A. L. Julian等提出在传统三相逆变器电桥上增加第四桥臂，消除由逆变器调制产生的共模电压，同时在逆变器和负载之间引入四相LC滤波器，产生正弦输出线电压；多电平逆变器能降低dv/dt，与三电平逆变器相比，五电平逆变器降低了轴电压和轴电流。

K. R. M. N. Ratnayake等提出了一种简单的PWM方案，避免了窄脉宽调制脉冲的发生，可以缓解三电平逆变器应用中的共模电压问题，控制电路简单。鲁紫荆等提出一种降低高频共模电压的调制策略，在减少共模电压峰值42.3%的基础上，大幅度减少了所有高频段的共模电压幅值。戴鹏等提出一种新型五电平SVPWM算法，可将五电平直接分解为两电平，降低共模电压幅值及逆变器的开关损耗。

海川老鱼 · 发表于 2025-10-25 21:30:29