张涨,寇保福,杨霞,王先正,李振顺

• 1:太原科技大学机械工程学院

摘要(Abstract)：

提升机载荷增加会造成其轴承油膜厚度减小或击穿，并形成轴电流。轴电流对轴承的危害程度取决于其等效电容及等效电阻的大小。对双列调心滚子轴承进行分析，用SolidWorks软件建模，考虑大范围轴承内外圈作为极板，再用ANSYS Maxwell仿真计算轴承不同油膜厚度产生的等效电容，所电容值更为精确，对比分析得到了油膜厚度和电容值之间的关系。研究结果表明：油膜厚度在≤1.2 mm时，随着油膜厚度的增加，电容值下降速率较快；在1.2 mm至1.9 mm区间时，趋于平稳；在1.9 mm至2 mm区间时，急速下降，油膜厚度≥2 mm时电容值为零。理论计算出轴承击穿时的等效电阻，其数值接近于零，说明微小的电容即可产生较大的电流，造成电蚀损伤。同时给出了预防电蚀的有效措施。此研究结论为后续轴电流分析提供参考。

关键词(KeyWords)： 提升机主轴轴承;轴电流;油膜厚度;等效电容;等效电阻

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 山西省重点研发计划(201803D421041);; 山西省科技重大专项(20181101017)

作者(Author): 张涨,寇保福,杨霞,王先正,李振顺

参考文献(References)：

• [1] 黄立培，浦志勇.大容量PWM逆变器对交流电机的轴电压和轴承电流的影响[J].电工电能新技术，2000(4):39-43.
• [2] 马喜平.PWM变频供电异步电机耦合电容计算与轴电流分析[D].北京：北京交通大学，2012.
• [3] 刘瑞芳，娄卓夫，马喜平，等.电机轴电流问题中轴承等效电容和电阻的计算模型[J].中国电机工程学报，2014,34(15):2430-2437.
• [4] 桑秉谦.变频供电交流电机轴电流的分析与测量[D].北京：北京交通大学，2016.
• [5] 万健如，孙洋建，禹华军.PWM脉冲作用下电机轴电流产生机理分析[J].电力系统自动化，2003(18):22-25.
• [6] 刘瑞芳，陈嘉垚，马喜平，等.基于PWM逆变器供电轴电流问题的交流电机耦合电容的计算与测量[J].电工技术学报，2014,29(1):60-67.
• [7] 刘瑞芳，桑秉谦，李伟力.交流电机轴承电容的计算与测量[J].中国电机工程学报，2017,37(10):2986-2993.
• [8] 刘瑞芳，孟延停，任雪娇，等.直驱式永磁同步风力发电机轴电流问题分析[J].电机与控制学报，2019,23(8):43-49.
• [9] 孟延停.永磁同步风力发电机轴电流与共模电流的分析与抑制[D].北京：北京交通大学，2017.
• [10] 任雪娇.交流电机高频轴电流模型及轴承放电击穿机理的研究[D].北京：北京交通大学，2019.
• [11] TRIPP J H,GARTE S M.The Gas-Tightness of Separable Base Metal Electric Contacts[J].IEEE Transactions on Components Hybrids & Manufacturing Technology,2003,4(1):85-92.
• [12] CHEN S,LIPO T A,FITZGERALD D.Modeling of motor bearing currents in PWM inverter drives[J].IEEE Transactions on Industry Applications,1996,32(6):1365-1370.
• [13] MUETZE A,BINDER A.Calculation of Motor Capacitances for Prediction of the Voltage Across the Bearings in Machines of Inverter-Based Drive Systems[J].IEEE Transactions on Industry Applications,2007,43(3):665-672.