文杰 卫海龙
中国石油独山子石化分公司供水供电公司，新疆独山子，833699
摘 要：在炼化装置电动机维护工作中，发现个别使用变频器控制的电动机滚动轴承过早损坏，应用状态检测分析方法，结合实际检修故障现象，分析变频电机滚动轴承过早损坏的原因，延长轴承寿命，保障装置运行平稳。
关键词：滚动轴承；变频器；谐波；刻轴
1.引 言
在炼油厂生产工艺中，电动机是生产环节中提供原料、稳定装置加工量、保持平稳生产的关键设备。通过日常巡检、定期监测、定期润滑等维护方法正常电机轴承寿命可以保证两年以上。部分生产工艺压力高、流量大，操作变化频繁的机泵，为保证流量和系统压力，采用变频器控制电动机调速的方法满足严苛的工艺要求。但由于变频器固有的谐波危害和电动机的工频特点，部分变频电机会出现轴承过早损坏，被迫缩短检修周期的情况。
2.变频电机故障实例
常减压装置减压渣油泵电机P-205A，型号YBP 355L2-2，额定功率280kW，额定电压380V，额定电流491.4A，前后轴承NSK6318C3，控制变频器为丹佛斯VLT8452，容量416kVA，额定电压380V，额定电流600A，自带加油嘴定期润滑。
2.1机组结构
该机采用专门的刚性基础，双支结构。
2.2风扇及联轴器侧水平速度趋势图
电动机联轴器侧及风扇侧振动速度趋势平稳，且保持较低趋势图1。
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3.原因分析
该机轴承过早损坏，从振动趋势及检修情况看可以排除负载、振动等机械原因，更换下来的轴承表现出典型的轴电流刻轴现象，故障原因在变频器控制方面。
该机变频器主电路为交-直-交，外部输入380V/50HZ工频电源，经三相桥式不可控整流成直流电压，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可调的交流信号，变频器输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，这些都是由非线性原件组成的，在开断过程中，其输入端和输出端都会产生高次谐波分量，在电压脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，使转轴的电位发生变化，从而产生轴电压。当轴电压增加到一定数值时，尤其在电动机变速时，轴承内的润滑油膜变薄，轴电压将击穿油膜而放电，构成回路，轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过，由于该金属接触点很小，所以这些点的电流密度大，在瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面上烧出小凹坑。一般由于转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高，通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕，滚珠呈磨砂状。
4.控制措施
4.1控制高次谐波
4.1.1串联输出电抗器
由于电机与变频器之间的电缆存在分布电容，尤其是在电缆距离较长，且电缆较粗时，变频器经逆变输出后调制方波会在电路上产生一定的过电压，使电机无法正常工作，可以通过在变频器和电机间连接输出电抗器来进行限制。
4.1.2串入滤波器
输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减小输出电流中的高次谐波成分，抑制变频器输出侧的浪涌电压，同时可以减小电动机由高频谐波电流引起的附加转矩
4.2使用绝缘轴承
各大轴承厂商均提供外部带绝缘涂层的轴承，用以解决轴电流对轴承摩擦面的损害。
5.结论
当变频技术在化工行业广泛应用的同时，谐波污染对系统和设备的影响不容忽视，本文从滚动轴承变频电机的实际维护情况出发，通过监测分析方法发现问题，探讨符合现有设备实际情况的解决办法，控制谐波污染，有效的延长电动机轴承使用寿命，从而保障炼化装置运行“安、稳、长”。
作者简介：文杰(1982)：男, 设备副主任，设备管理。
卫海龙，男，维护电工，电气设备维护。
参考文献
[1]韩雪涛.变频技术速成图解.化学工业出版社，2011.6.