本課堂經(jīng)常接到報(bào)告，就是變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)軸承噪聲加大，溫度升高的現(xiàn)象。檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，這是由于軸承的表面受到損傷，變得凹凸不平所至，如圖1所示。

在我們接到的報(bào)告中，最嚴(yán)重的一個(gè)企業(yè)，電機(jī)每個(gè)月需要更換一次軸承，設(shè)備維護(hù)人員十分煩惱。

之所以發(fā)生這種現(xiàn)象，是由于變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓是PWM電壓，這種電壓會(huì)在電機(jī)中產(chǎn)生共模高頻電流，高頻電流通過(guò)雜散電容流過(guò)軸承。電流流過(guò)軸承時(shí)，由于軸桿與軸瓦之間的導(dǎo)電通路時(shí)通時(shí)斷，引起電火花(就象接觸式開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)的瞬間產(chǎn)生的弧光一樣)，電火花的燒蝕引起的。

軸承損傷的嚴(yán)重程度與軸承電流大小成正比。理論研究與實(shí)驗(yàn)都表明，變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓越高，軸承電流越嚴(yán)重;變頻器輸出電壓的基波頻率越低，軸承電流越嚴(yán)重，變頻器的載波頻率越高，軸承電流越嚴(yán)重。

另外，變頻器與電機(jī)之間的電纜較長(zhǎng)，這會(huì)在電機(jī)的電源輸入端產(chǎn)生了尖峰電壓。由于尖峰電壓的幅度更高，因此，會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的軸承電流。當(dāng)電纜較長(zhǎng)時(shí)，如果不采取尖峰電壓抑制措施，會(huì)加劇軸承電流現(xiàn)象。

在變頻器輸出端安裝SWF正弦波濾波器和FMFO共模濾波器是解決軸承電流最有效的方法。變頻器的輸出端安裝了正弦波濾波器和射頻濾波器后，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓從PWM波形轉(zhuǎn)變成正弦波電壓，使電機(jī)工作在與工頻電壓驅(qū)動(dòng)相同的條件下，自然就消除了軸承電流。

單純用正弦波濾波器，雖然能夠大大減小軸承電流，但是并不能完全消除軸承電流。這是因?yàn)檎也V波器對(duì)高頻成份的衰減作用很有限，如圖2所示，正弦波電壓上有毛刺，這就是高頻成份。高頻成份通過(guò)電機(jī)中的雜散參數(shù)形成軸承電流。

要減小這種高頻共模電流，必須在正弦波濾波器的輸出端再安裝一臺(tái)射頻共模濾波器，射頻共模濾波器的功能是濾除變頻器輸出端高頻電流成份。

某石化廠，有6臺(tái)電機(jī)，由690的變頻器驅(qū)動(dòng)。這些電機(jī)的軸承受到不同程度的損傷，最嚴(yán)重的一個(gè)月就呈現(xiàn)故障現(xiàn)象。2011年4月份，安裝了SWF濾波器和EMFO濾波器后，正常運(yùn)行半年多沒(méi)有出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

另外，有案例表明，SVA尖峰電壓吸收器對(duì)保護(hù)軸承也有明顯的效果。某個(gè)用戶，在安裝SVA之前，電機(jī)每個(gè)月要更換一次軸承，2011年6月份安裝SVA后，目前已經(jīng)三個(gè)多月，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承的故障。

雖然SVA雖然設(shè)計(jì)成具有減小軸承電流的作用，但是效果這樣突出超出我們預(yù)料。這可能是因?yàn)镾VA減小了尖峰電壓，從而明顯減小了軸承電流。