深谈轴承电蚀问题（二）
一 、绝缘轴承能解决轴承电蚀问题么？在回答这个问题之前必须先明确绝缘轴承在轴承过电流情况中的角色。 首先，绝缘轴承大致有外圈和内圈具有绝缘涂层的轴承。之所以被称之为绝缘轴承，是因为这个镀层具有良好的绝缘性能。目前一些主流厂家提供的绝缘轴承一般标定一定电压下阻抗大于某一数值。（比如：1000伏直流电压下大于50兆欧）。
在使用绝缘轴承的时候，轴承钢本身是导体，轴承室和轴是导体，但是中间具有一个绝缘镀层是绝缘体。不难看到，此时绝缘轴承的绝缘镀层在轴承过和机座的回路里相当于一个电容。由电容的特性可以知道，电容对于直流具有阻隔作用，而对于交流则没有可以导通。这就是常说的电容“隔直不隔交”。这也是为什么各轴承厂家标定绝缘轴承绝缘能力的时候，会标注XX直流电压下阻抗不低于某值的原因。 对于一般的电机而言，轴承过电流的时候往往都不是直流。通常是交直流的叠加。从这里就不难发现，通常的绝缘轴承对轴承过电流中的直流部分具有很好的阻隔作用，而对于过电流中的交流分量不会起到阻隔作用。 因此，目前的绝缘轴承对轴承电蚀问题的影响的客观评价应该是：目前的绝缘轴承可以阻隔轴承过电流中的直流部分，但是不能阻隔其中的交流部分，对轴承过电流有一定的缓解作用，但是不能完全解决。 上述的绝缘轴承的镀层在轴承过电流回路中是一个容性负载。如果能够找到一个感性的镀层，那么似乎就可以解决轴承电蚀问题。事实上，一些科研人员早在多年前就开始了这项研究，遗憾的是感性的镀层依然没有找到最好的方案。（考虑过电流频率范围等因素）目前为止，笔者尚未见到成熟的方案。 二、电刷放几个？怎么放?对于轴承电蚀问题的解决方案中，使用绝缘轴承的方式是“堵”的方式，当然还有另一个方式就是“疏”的方式，具体而言就是布置电刷，释放轴承内外圈之间的电势差，让电流从碳化流过，而不经过轴承。 碳刷选择的问题包括接触电阻，磨损等诸多因素，本文暂且不展开。我们讨论一下电刷的布置问题：电刷放在哪里，放几个？ 从上一篇文章中我们讲过，轴承室和轴之间的电流在端盖上是一个面电流。这个面电流的电流密度与产生电势差的原因相关。为便于讨论我们姑且先讨论在均匀面电流下，轴承旁路电刷的布置问题。 我们知道轴承在承载运行的时候，轴承负荷区正常状态下应该是30%左右的滚道部分（大约120°-150°）。这部分区域中，轴承滚动体和滚道之间发生接触，并且承载，被称为负荷区，其他区域被称之为非负荷区。在非负荷区内滚动体和滚道相互不接触，因此也不会形成过电流通路（或者说通路电阻比接触区大很多）。因此轴承的过电流应该集中在轴承的负荷区。 从轴承过电流的实际案例中，我们也看到内转式卧式电机轴承过电流的搓板纹区域与负荷区接触轨迹重合，集中在负荷区。 这样的分析帮我们明确了轴承旁路电刷的布置位置，应该接近轴承的负荷区。 此处还有一些细节影响，不做展开，比如负荷与油膜的关系对过电流的影响等。 关于轴承旁路电刷的数量，数量多，单个电刷电流密度低，电刷分布接近于电流分布。但是，实际上受到其他一些因素影响，不必过多。1-2个一般可以满足要求。 |
