風電發(fā)電機軸電流解決方案

發(fā)布時間:2019/4/24 9:56:07

1.     軸電電流產生原因

由于風電機組變頻器采用PWM的調制方式，功率器件在快速開關時刻不可避免地產生電壓尖峰，該尖峰的電壓變化率（dv/dt)極高，可超過3000V/s,該尖峰電壓對應的頻率約為1MHz,可以輕易地通過傳動系統(tǒng)的寄生電容、寄生電感耦合電機的軸，再傳導（或通過絕緣層容性耦合）軸承內圈，擊穿油膜后傳導軸承外圈，外圈通過傳導（或通過容性耦合）與地形成回路，產生高頻軸承電流。

2. 軸電電流的危害
    2.1 損壞潤滑油的潤滑性能
      潤滑油在軸承旋轉過程中會產生油膜，所形成的寄生電容記為Cb,Cb電容值大小主要受油膜厚度的影響。風電機組在高空擺動情況下降造成軸承油膜不穩(wěn)定，一旦Cb上的電壓高于油膜能承受的電壓時，油膜被擊穿。油膜在被擊穿的同時，潤滑油被電解，導致潤滑油性能下降。在對軸承內圈、外圈的絕緣測試時發(fā)現(xiàn)，新軸承可以承受的電壓在1000V左右，而舊軸承的絕緣已基本消失，即潤滑油脂的電解是一個不可逆的過程。
     2.2 對軸承造成電腐蝕

在潤滑油膜被擊穿后，Cb內存儲電荷通過極小的擊穿點導通放電，在軸承滾到表面微小的金屬面產生極高的電流密度，瞬間產生極高的熱量使放電點的金屬熔化，形成凹坑。隨著風電機組運行時間的增加，由于高頻電壓擊穿油膜放電而持續(xù)形成的軸承表面凹坑不斷增多，破壞軸承內圈、滾動體、外圈的光潔度，逐漸積累形成了滾動體表面肉眼可見的搓衣板，終導致軸承由于游戲過大、震動過大、溫升過高等因素失效。

3. 改進措施