电机是工业过程中的重要设备。它们将电能转化为机械能，从而实现需要移动的关键操作。工业电动机运行泵、压缩机和风扇，这是一组需要大幅提高效率的机器。不幸的是，即使在不需要的情况下，应用程序通常也会以恒定的速度运行，从而导致能源浪费和不必要的二氧化碳排放。

因此，变频器对于改变供给电机的电压和频率，从而调节其转速至关重要。变频器可降低能耗，从而在电机寿命期间节省运行成本。但是，尽管驱动器在电机中起着至关重要的作用，但它们会导致共模电压导致轴承故障。

本文介绍了如何克服这一挑战，延长电机轴承的使用寿命。

轴承失效是如何发生的

变频器有助于降低功耗，但如果接地不当，会导致电机过早故障。当然，其他因素可能会导致电机故障，但滚针轴承故障是使用驱动器时最常见的问题。共模电压会导致损坏。

您可以将三相系统中的共模电压定义为由脉宽调制驱动功率或三相负载中性点与电源接地之间的电压差引起的三相之间的不平衡。共模电压的波动通过静电在电机轴上产生电压。然后，该电压可通过绕组或轴承放电。因此，在被称为电火花加工的过程中，轴承中的电流运动会导致拱起。

持续的拱起会导致轴承表面区域的脆性，轴承内部的微小碎片可能会开始断裂。此外，损坏的材料可能会在轴承座圈和滚珠之间找到它们的路径，导致研磨效应，从而形成微小的点蚀或搓板状隆起。随着损坏情况的恶化，一些电机可以继续工作，直到出现第一个迹象，通常是一种可听的噪音，表明存在严重损坏。

延长电机轴承的使用寿命

在电机轴的一端添加轴接地装置，尤其是在易受普遍共模电压影响的应用中，可以防止该问题。轴接地指通过电机框架将电机旋转转子连接至接地。在安装前为电机添加一个轴接地装置或购买一个预安装的轴接地装置是经济高效的，而不是产生与更换轴承相关的维护成本，更不用说设备的停机成本了。轴接地装置的常见类型包括：

1.碳刷

碳刷在电机电路的固定和旋转部分之间提供电气连接，并将电流从转子吸引到地面，因此电荷不会积聚在转子上，并通过轴承放电。

2.轴接地环

竖井接地环有许多导电纤维束，它们被组织在竖井周围的一个环内。电刷位于电机轴表面，通过电刷将电流引导至地面，而环的外侧通常安装在电机的端板上。

3.接地轴承隔离器

接地装置结合了两种技术：一种是防止污染物进入的非接触隔离屏蔽，另一种是隔离导电灯丝环加上一个金属转子，驱动轴电流远离轴承。

4.陶瓷轴承

使用非导电材料的轴承有助于防止电流放电。陶瓷轴承中的陶瓷涂层球防止轴电流通过轴承流向电机。电流引起的磨损很少见，因为没有电流流过电机轴承。

结论

安装高速驱动器时，有三个必要的注意事项来帮助降低共模电压。第一个是确保电机和电机系统正确接地。此外，建立适当的载波频率平衡，这将降低噪声水平和电压不平衡。最后，在轴接地装置至关重要的地方，选择一个适合应用的装置。