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浅谈风力发电机绝缘轴承

文章出处:转载 发表时间:2019-07-18 10:11:29
风力发电机的轴承故障
从风场的实际情况看,目前发电机轴承的故障率非常高,而轴承失效的表现主要呈现两种形式
1、电腐蚀导致轴承失效;
2、保持架碎裂导致的轴承失效。
一、电腐蚀
电腐蚀产生的原因:发电机在运行时,沿轴线会产生感应电压,轴电压产生的原因是由于电机内部磁通量分布不均。轴电流的存在,将导致滚道和滚动体的损坏及润滑剂的老化,从而引起发电机轴承的过早失效。
预防电腐蚀的措施:
一个比较经济的解决方案就是在电机设计阶段就使用绝缘轴承。这将大大降低设备的维护费用,并提高机器的利用率,这些都意味着会为客户带来巨大价值。
绝缘轴承分为:内圈绝缘轴承、外圈绝缘轴承和混合陶瓷轴承。内/外圈绝缘轴承相对陶瓷滚动体轴承,具有更佳的性价比,得到更广泛的应用。
内/外圈绝缘轴承,是在轴承的内圈/外圈喷涂一定厚度的绝缘层。是采用等离子喷涂工艺,首先在两个电极产生电弧,这种电弧使得导入的惰性气体离子化。产生的等离子气流用来传送氧化铝粉末。这种粉末随即被热熔化并以高速喷涂在轴承的内圈或外圈上,最后的涂层还需要经过一道密封工艺。
二、保持架故障
从风场的实际情况来看,发电机轴承保持架是大部分轴承失效的根源,特别是冲压钢保持架。
三、风力发电机轴承的检查与更换,建议如下:
1、轴承的运行工况特点:交变载荷+冲击载荷
风电机组用轴承,其运行工况葙对比较特殊,是交变工况,而不是稳定工况,承受的是交变载荷与冲击载荷
交变工况对轴承寿命的影响:降低轴承疲劳寿命。由于轴承运行交变工况,对轴承的疲劳寿命会产生较大影响,可能导致轴承的实际使用寿命远低于其理论计算寿命。
2、电机维修时的轴承更换建议:
1、检测轴承是否需要更换
如果发电机轴承存在异常的振动和温升时,应加强设备监视。对发电机轴承进行拆卸后,需要对轴承做相关检测,包括: 探伤、工作面的磨损情况、轴向/径向跳动、保持架变形情况。发现异常即需更换轴承。
但这些检测只能判断轴承状态的表象,无法检测材料特别是工作面的机械性能。而轴承经过交变载荷/冲击载荷后,轴承的疲劳寿命会明显降低。
2、选择黄铜保持架的轴承
由于轴承承受交变/冲击载荷,对轴承的保持架的性能提出了更高的要求。机加工黄铜保持架比冲压钢保持架,由于 其材料性能,能更好的适应交变/冲击载荷。很多轴承的失效,都是由于保持架碎裂而导致的。建议选择黄铜保持轲的轴承
3、选择绝缘性能更强的绝缘轴承
由于电机轴电流的存在,电机需要做好绝缘措施,以保护轴承。绝缘轴承是在其工作面等离子喷涂绝缘涂层来实现绝缘,其绝缘性能根据绝缘涂层的厚度来分等级的,常见的有100um(对应1000VDC)和200um(对应3000VDC)
建议选择200um(对应击穿电压3000VDC)的轴承。
 
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