軸電壓的案例
什么是軸電壓呢？
軸電壓是指電機運行時，電機兩軸承端或電機轉(zhuǎn)軸與軸承間所產(chǎn)生的電壓。其本質(zhì)由于定子磁場的不平衡或大軸本身帶磁，當(dāng)出現(xiàn)交變磁通時，在軸上感應(yīng)出的電壓。
一、軸電壓產(chǎn)生的原因
1、磁不平衡產(chǎn)生軸電壓
電動機由于扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風(fēng)孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在轉(zhuǎn)軸的周圍有交變磁通切割轉(zhuǎn)軸，在軸的兩端感應(yīng)出軸電壓。
2、逆變供電產(chǎn)生軸電壓
電動機采用逆變供電運行時，由于電源電壓含有較高次的諧波分量，在電壓脈沖分量的作用下，定子繞組線圈端部、接線部分、轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使轉(zhuǎn)軸的電位發(fā)生變化，從而產(chǎn)生軸電壓。
3、靜電感應(yīng)產(chǎn)生軸電壓
在電動機運行的現(xiàn)場周圍有較多的高壓設(shè)備，在強電場的作用下，在轉(zhuǎn)軸的兩端感應(yīng)出軸電壓。
4、外部電源的介入產(chǎn)生軸電壓
外部電源的介入產(chǎn)生軸電壓是由于運行現(xiàn)場接線比較繁雜，尤其大電機保 護、測量元件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉(zhuǎn)軸上，便會產(chǎn)生軸電壓。
5、其他原因
如靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能導(dǎo)致軸電壓的產(chǎn)生。
二、軸電壓產(chǎn)生的危害
軸電壓不高，通常50~00MW的電機為4V→6V，但回路電阻很小，因此，產(chǎn)生的軸電流可能很大，有時達數(shù)百安。當(dāng)軸承底座絕緣墊因安裝、油污、損壞或老化等原因失去絕緣性能時，發(fā)電機軸電壓足以擊穿軸與軸承之間的油膜而產(chǎn)生放電。發(fā)電會使?jié)櫥挠唾|(zhì)逐漸劣化，嚴重者會使軸瓦燒壞，被迫停機造成事故。
展開 800V高壓對電機的影響
問題的來源
電驅(qū)系統(tǒng)采用PWM控制電路，實際工作中由于高壓電回路中存在雜散電感，而在二極管關(guān)閉的過程中，雜散電感因變化的電流會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，即電壓振蕩。
下圖為下圖為典型的雙電極電壓（極性從正極到負極交替變化的電壓）沖擊圖
圖源：公眾號：調(diào)皮的JINX
參數(shù)解釋：
Va：穩(wěn)態(tài)沖擊電壓，對應(yīng)直流電路電壓Vdc
Vp：峰值電壓
Vos：過沖電壓，即電壓振蕩，計算公式為Vos=L*di/dt
相比400V的硅基IGBT產(chǎn)品，800V產(chǎn)品不僅電壓平臺提升，處于效率考量通常會采用碳化硅基MOSFET。di/dt值更高，電壓振蕩幅度也更大。電壓振蕩幅度變大會帶來兩個問題，軸承電腐蝕和繞組局部放電。
軸承電腐蝕
軸電流的形成
由于電機繞組中性點電壓在任意時刻都不為零，在PWM變頻供電時，定子繞組與殼體、定子繞組與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與定子鐵心以及軸承形成共模通路的等效電路，即共模電壓。共模電壓的值與電機母線電壓成正比，頻率受逆變器載波頻率影響。
來源：《基于PWM逆變器供電軸電流問題的交流電機》
對于軸承而言，作為等效電路的一部分，等比例形成對地電壓。在軸承油膜完好的情況下，軸承對地電壓和電機共模電壓之比定義為BVR。隨著電壓平臺的提升，BVR也會不斷增大，即800V平臺BVR值高于400V平臺。
來源：《基于PWM逆變器供電軸電流問題的交流電機》
另外，共模電壓產(chǎn)生軸對地電壓的同時，還會產(chǎn)生高頻感應(yīng)軸電壓，進而產(chǎn)生共模電流，生成共模磁通，通過共模磁通產(chǎn)生感應(yīng)軸電壓。共模電流的流經(jīng)路線為通過定子繞組進入電機，流經(jīng)硅鋼片，通過電機外殼接地流出。
展開 800V高壓架構(gòu)或?qū)⒊蔀橄乱淮妱悠囍髁髌脚_
高頻感應(yīng)軸電壓產(chǎn)生的機理包括定子繞組與機殼的寄生電容不對稱、共模電路中繞組和機殼之間的漏電流發(fā)生變化、在電機軸上等效出一個共模電流變化和相應(yīng)的感應(yīng)磁通。
通過創(chuàng)新的「富蘭克林」引流技術(shù)，可將軸承上的近60V~80V電壓的電流導(dǎo)出，較好的解決了其對軸承之間潤滑膜耐壓性能的沖擊，從而大幅降低軸承失效的風(fēng)險。
新能源汽車電機加載輻射發(fā)射測試研究
一種方案是使用金屬軸將測功機傳動軸與電機機械軸相連，這個方案在電機安裝上去之后，電機的機械軸與測功機傳動連接軸和電機L型安裝支架導(dǎo)通，也就是說電機的機械軸與電機的外殼導(dǎo)通。另一種方案是絕緣軸方案，電機的機械軸與測功機傳動軸和L型安裝支架隔離，不導(dǎo)通。以下是某個電機與控制器二合一樣品的兩種方案的輻射發(fā)射測試結(jié)果。以峰值檢波器為例，藍色線為金屬軸測試數(shù)據(jù)，綠色線為絕緣測試數(shù)據(jù)。 圖2 0.15~30MHz_垂直 圖3 30~200MHz_垂直 圖4 30~200MHz_水平 圖5 200~1000MHz_垂直 圖6 200~1000MHz_水平 圖7 1000~2500MHz_垂直圖8 1000~2500MHz_水平從圖2至圖8的測試數(shù)據(jù)曲線上可以看出，兩種工裝設(shè)計方案所測得的數(shù)據(jù)主要存在差異的頻點是在桿天線測試的2MHz~30MHz，最大相差30多dB?；剡^頭來看，兩種工裝設(shè)計方案的目的都是為了使電機的機械軸連接到測功機的傳動軸來實現(xiàn)帶載工況，首先從電驅(qū)系統(tǒng)工作的原理上來分析，在電驅(qū)系統(tǒng)工作時，由逆變器功率器件 IGBT 的快速通斷形成的陡峭電壓邊沿通過電機內(nèi)的寄生電容產(chǎn)生干擾電流。該電流被稱之為軸電流。一般軸電流分為兩種，見圖9。圖9 軸電流第一種是環(huán)電流，由上述開關(guān)電壓邊沿變換在繞組與機殼之間的等效電容以及對地都將產(chǎn)生高頻容性漏電流，這類漏電流將導(dǎo)致電機軸周圍定子繞組的磁通不平衡，從而感應(yīng)出高頻軸電壓Vshaft。當(dāng)電機軸承上的潤滑油膜的絕緣性寄生電容不能承受軸電壓而擊穿，容性電流形成，該電流沿著軸循環(huán)，通過軸承，然后沿著框架到另一個軸承，然后回到軸上。同時該循環(huán)電流總是伴隨著靜電放電電流，所以這也是影響輻射發(fā)射測試結(jié)果的因素之一。而這種電流環(huán)路信號在兩種工裝方案中都會存在。
展開 
從量變到質(zhì)變，純電動汽車800V平臺技術(shù)解析
車企應(yīng)用800V平臺架構(gòu)，需要對其核心三電技術(shù)以及功率器件的耐壓、損耗、抗熱的要求更高：
1.電機方面
具體來看有以下幾點：
軸電壓的產(chǎn)生：電機控制器供電為變頻電源，含有高次諧波分量，逆變器、定子繞組、機殼形成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，稱為共模電壓，在此回路上產(chǎn)生高頻電流。由于電磁感應(yīng)原理，電機軸兩端形成感應(yīng)電壓，成為軸電壓，一般來說無法避免。
轉(zhuǎn)子、電機軸、軸承形成閉合回路，軸承滾珠與滾道內(nèi)表面為點接觸，若軸電壓過高，容易擊穿油膜后形成回路，軸電流出現(xiàn)導(dǎo)致軸承腐蝕。
800V的逆變器應(yīng)用SiC，導(dǎo)致電壓變化頻率高，軸電流增大，軸承防腐蝕要求增加。
同時，由于電壓/開關(guān)頻率增加，800V電機內(nèi)部的絕緣/EMC防護等級要求提升。
800V應(yīng)用SiC造成軸電流增加大而擊穿油膜風(fēng)險增加
2.電控方面
以Si-IGBT為例，450V下其耐壓為650V，若汽車電氣架構(gòu)升級至800V，考慮開關(guān)電壓開關(guān)過載等因素，對應(yīng)功率半導(dǎo)體耐壓等級需達1200V，而高電壓下Si-IGBT的開關(guān)/導(dǎo)通損耗急劇升高，面臨成本上升而能效下降的問題。
展開 干貨 | 電工基礎(chǔ)知識100問，據(jù)說20年的電工都不一定全清楚！
27、發(fā)電機產(chǎn)生軸電壓的原因是什么？它對發(fā)電機的運行有何危害？
產(chǎn)生軸電壓的原因如下：
①由于發(fā)電機的定子磁場不平衡，在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生了感應(yīng)電勢。磁場不平衡的原因一般是因為定子鐵芯的局部磁組較大（例如定子鐵芯銹蝕），以及定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻所致。
②由于汽輪發(fā)電機的軸封不好，沿軸有高速蒸汽泄漏或蒸氣缸內(nèi)的高速噴射等原因而使轉(zhuǎn)軸本身帶靜電荷。這種軸電壓有時很高，可以使人感到麻電。但在運行時已通過炭刷接地，所以實際上已被消除。軸電壓一般不高，通常不超過 2~3 伏，為了消除軸電壓經(jīng)過軸承、機座與基礎(chǔ)等處形成的電流回路，可以在勵磁機側(cè)軸承座下加墊絕緣板。使電路斷開，但當(dāng)絕緣墊因油污、損壞或老化等原因失去作用時，則軸電壓足以擊穿軸與軸承間的油膜而發(fā)生放電，久而久之，就會使?jié)櫥屠鋮s的油質(zhì)逐漸劣化，嚴重者會使轉(zhuǎn)軸和軸瓦燒壞，造成停機事故。
28、什么規(guī)定變壓器繞組溫升為65℃？
變壓器在運行中要產(chǎn)生鐵損和銅損，這兩部分損耗將全部轉(zhuǎn)換成熱能，使繞組和鐵芯發(fā)熱，致使絕緣老化，縮短變壓器的使用壽命。國家規(guī)定變壓器繞組溫升為65℃的依據(jù)是以A級絕緣為基礎(chǔ)的。65℃+40℃=105℃是變壓器繞組的極限溫度，在油浸式變壓器中一般都采用A級絕緣，A級絕緣的耐熱性為105℃，由于環(huán)境溫度一般都低于40℃，故變壓器繞組的溫度一般達不到極限工作溫度，即使在短時間內(nèi)達到105℃，由于時間很短，對繞組的絕緣并沒有直接的危險。
29、什么原因會造成異步電機空載電流過大？
展開 電工基礎(chǔ)知識100問，20年的電工都不一定全清楚！
27、發(fā)電機產(chǎn)生軸電壓的原因是什么？它對發(fā)電機的運行有何危害？
產(chǎn)生軸電壓的原因如下：
①由于發(fā)電機的定子磁場不平衡，在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生了感應(yīng)電勢。磁場不平衡的原因一般是因為定子鐵芯的局部磁組較大（例如定子鐵芯銹蝕），以及定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻所致。
②由于汽輪發(fā)電機的軸封不好，沿軸有高速蒸汽泄漏或蒸氣缸內(nèi)的高速噴射等原因而使轉(zhuǎn)軸本身帶靜電荷。這種軸電壓有時很高，可以使人感到麻電。但在運行時已通過炭刷接地，所以實際上已被消除。軸電壓一般不高，通常不超過 2~3 伏，為了消除軸電壓經(jīng)過軸承、機座與基礎(chǔ)等處形成的電流回路，可以在勵磁機側(cè)軸承座下加墊絕緣板。
使電路斷開，但當(dāng)絕緣墊因油污、損壞或老化等原因失去作用時，則軸電壓足以擊穿軸與軸承間的油膜而發(fā)生放電，久而久之，就會使?jié)櫥屠鋮s的油質(zhì)逐漸劣化，嚴重者會使轉(zhuǎn)軸和軸瓦燒壞，造成停機事故。
28、什么規(guī)定變壓器繞組溫升為65℃？
變壓器在運行中要產(chǎn)生鐵損和銅損，這兩部分損耗將全部轉(zhuǎn)換成熱能，使繞組和鐵芯發(fā)熱，致使絕緣老化，縮短變壓器的使用壽命。國家規(guī)定變壓器繞組溫升為65℃的依據(jù)是以A級絕緣為基礎(chǔ)的。
65℃+40℃=105℃是變壓器繞組的極限溫度，在油浸式變壓器中一般都采用A級絕緣，A級絕緣的耐熱性為105℃，由于環(huán)境溫度一般都低于40℃，故變壓器繞組的溫度一般達不到極限工作溫度，即使在短時間內(nèi)達到105℃，由于時間很短，對繞組的絕緣并沒有直接的危險。
展開 如何看待Pre Switch的AI控制逆變器
圖2 Pre-Switch的FPGA驅(qū)動芯片
SiC和Gan的應(yīng)用，對于工程師來說要求更高了，因為EMI、800V的軸電壓會帶來的腐蝕問題、過充電壓和振鈴效應(yīng)。
圖3 開關(guān)頻率的提高，其實帶來了振蕩
我挺喜歡這家公司的想法，主要是提供一個系統(tǒng)化的解決方案給你打包解決，在開關(guān)過程的幾個階段，降低了開關(guān)損耗、dV/dt和di/dt、振鈴效應(yīng)，還降低了導(dǎo)通損耗。
備注：這家公司其實對這個領(lǐng)域有認知，到底是否靠譜，我們需要拿Sample來進行驗證。
圖4 Pre Switch的解決方案
圖5 這里其實是根據(jù)算法，把整個微觀的狀態(tài)記錄、進行處理（這里有漸變學(xué)習(xí)的過程）
當(dāng)然這個里面的對比，有一些和差生對比的意思。
圖6 這里是把比較差的情況和現(xiàn)有的情況做對比
表1 Pre Switch的效率對比（這里主要是看節(jié)約的效能）
圖7 安全保護機制
以上針對的都是逆變器，通過提高逆變器控制，同時也可以減少電機的損耗。
圖8 針對電機的提高
我之前看法有錯的地方在于，基于SiC的應(yīng)用，通過技術(shù)的提高，是可以通過各種手段逐漸拉開和IGBT的差距的，第三代半導(dǎo)體大家可以用傳統(tǒng)的辦法來控制，但是有新技術(shù)新方法可以做更大幅度的改善。
圖9 Pre-Switch使用的SiC逆變器的情況
圖10 Pre Switch的實際情況
小結(jié)：我挺期待國內(nèi)的工程師也能突破自己，把新一代的功率半導(dǎo)體的極限拉高，不斷提高電動汽車的能效，這樣對于我們整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度是一個加速過程。
展開 【經(jīng)驗分享】如何正確安裝軸承，注意這五點
三、檢查軸承與轉(zhuǎn)子軸的配合尺寸
電機組裝時，還需仔細檢查軸承安裝時軸承與轉(zhuǎn)子軸的配合尺寸(表2)，軸承外圈與端蓋孔的配合尺寸。
四、控制好軸承及軸承室內(nèi)油的數(shù)量
軸承及箱內(nèi)油量過多，會引起軸承滾動體打滑，造成滾體由滾動摩擦變滑動摩擦，損壞軸承滾動體，由于軸承油量過多，軸承箱內(nèi)自由空間小，軸承的運行溫度會上升，潤滑脂赫度降低，滾動體潤滑油膜變薄，潤滑條件差，易造成軸承異音，表面失滑，縮短軸承的壽命。一般電機端蓋側(cè)設(shè)有軸承油室(設(shè)計成雙密封軸承的電機例外)，按電機的轉(zhuǎn)速，軸承室可注油量可參照以下標準執(zhí)行:電機轉(zhuǎn)速<1500r/min時，加油量為軸承室容積的2/3。轉(zhuǎn)速在1500~3000r/min之間時為軸承室容積的1/2。轉(zhuǎn)速>3000r/min時，應(yīng)小于或等于軸承容積的1/3。在實際工作過程中，對于高溫高轉(zhuǎn)速運行的軸承，應(yīng)盡量少用帶密封面的軸承，增加電機油蓋存油量，并裝設(shè)加油嘴，可提高電機軸承運行壽命。
五、注意保證絕緣完好
對于外圈有絕緣設(shè)計的軸承，需注意保證絕緣完好。安裝時若破壞了軸承絕緣，很薄的軸承油膜將被軸電壓擊穿，油膜擊穿后，不僅使?jié)L動體潤滑條件惡劣，同時產(chǎn)生的電火花會對軸承滾動體形成電蝕，引起滾動體表面不光，加速軸承的磨損。
免責(zé)聲明：本文系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有。如涉及版權(quán)，請聯(lián)系刪除！文中內(nèi)容僅代表作者個人觀點，轉(zhuǎn)載不同于本平臺認同或者持有相同觀點。
展開 實用電氣基礎(chǔ)知識100問，值得收藏！
27、發(fā)電機產(chǎn)生軸電壓的原因是什么？它對發(fā)電機的運行有何危害？
產(chǎn)生軸電壓的原因如下：
①由于發(fā)電機的定子磁場不平衡，在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生了感應(yīng)電勢。磁場不平衡的原因一般是因為定子鐵芯的局部磁組較大（例如定子鐵芯銹蝕），以及定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻所致。
②由于汽輪發(fā)電機的軸封不好，沿軸有高速蒸汽泄漏或蒸氣缸內(nèi)的高速噴射等原因而使轉(zhuǎn)軸本身帶靜電荷。這種軸電壓有時很高，可以使人感到麻電。但在運行時已通過炭刷接地，所以實際上已被消除。軸電壓一般不高，通常不超過 2~3 伏，為了消除軸電壓經(jīng)過軸承、機座與基礎(chǔ)等處形成的電流回路，可以在勵磁機側(cè)軸承座下加墊絕緣板。使電路斷開，但當(dāng)絕緣墊因油污、損壞或老化等原因失去作用時，則軸電壓足以擊穿軸與軸承間的油膜而發(fā)生放電，久而久之，就會使?jié)櫥屠鋮s的油質(zhì)逐漸劣化，嚴重者會使轉(zhuǎn)軸和軸瓦燒壞，造成停機事故。
28、什么規(guī)定變壓器繞組溫升為65℃？
變壓器在運行中要產(chǎn)生鐵損和銅損，這兩部分損耗將全部轉(zhuǎn)換成熱能，使繞組和鐵芯發(fā)熱，致使絕緣老化，縮短變壓器的使用壽命。國家規(guī)定變壓器繞組溫升為65℃的依據(jù)是以A級絕緣為基礎(chǔ)的。65℃+40℃=105℃是變壓器繞組的極限溫度，在油浸式變壓器中一般都采用A級絕緣，A級絕緣的耐熱性為105℃，由于環(huán)境溫度一般都低于40℃，故變壓器繞組的溫度一般達不到極限工作溫度，即使在短時間內(nèi)達到105℃，由于時間很短，對繞組的絕緣并沒有直接的危險。
29、什么原因會造成異步電機空載電流過大？
展開 電機參數(shù)識別研究
用控制器測量電機參數(shù)，同樣是使用直流伏安法，我們使用矢量控制算法，計算得到一個理想的直流線電壓給電機，通過控制器上的電流傳感器，得到線電流，從而計算得到電機的定子電阻。
圖 2 1800ns 死區(qū)時間線電壓理論值與實際測量值的比較
圖 3 2200ns 死區(qū)時間線電壓理論值與實際測量值的比較
如圖 2、3 所示，由于電機的定子電阻很小，而開關(guān)管通過的電流也是有限制的，所以所設(shè)線電壓不能太大，導(dǎo)致開關(guān)管導(dǎo)通時間較小，與死區(qū)時間具有相當(dāng)?shù)臄?shù)量級，因此受死區(qū)時間的影響很大。為了獲得準確的測量值，必須消除死區(qū)時間的影響。我們可以認為死區(qū)時間對電機的影響等效于一個可變電阻串聯(lián)在電機上，如圖 4 所示。我們采用閉環(huán) PI 自動補償?shù)姆绞?，消除掉這個可變電阻的影響。
圖 4 定子側(cè)直流簡化電路
圖 5 PI 自動補償流程圖
如圖 5 所示，根據(jù) 閉 環(huán) 調(diào) 整 死 區(qū) 補 償 時 間 Tc o m最終使ΔVerr=0。補償后結(jié)果如圖 6 所示。
圖 6 死區(qū)時間補償后線電壓理論值與實際測量值的比較
1.2 交直軸電感的測量
以直軸為例，首先給電機施加一個直軸定位電壓，使電機定位在直軸上，根據(jù)電機的靜態(tài)方程 ，可以得到電壓步階輸入時的電流響應(yīng)為：由上式可知，電流上升至穩(wěn)態(tài)值的 0.632 倍時 ，所以通過測量電流上升至穩(wěn)態(tài)值的 0.632 倍時所用的時間 t0.632，就可以利用 計算得到直軸的電感。
同理交軸電感只需要開始施加交軸定位電壓，使電機定位在交軸上重復(fù)上述步驟，就可以得到交軸電感。
2. 在線參數(shù)識別
目前在線參數(shù)識別主要的算法都是基于最小二乘法、擴展卡爾曼濾波算法以及它們的改進算法，這些算法都是以遞推的方式實現(xiàn)電機的參數(shù)識別，但是不同算法的優(yōu)缺點又不盡相同，下表為 4 種算法性能的比較。
展開 
齊魯石化│煉化裝置大型機組安全平穩(wěn)運行管理
4
重視機組運行管理，創(chuàng)造安全可控的運行環(huán)境
以企業(yè)裂解裝置丙烯制冷壓縮機組為例，該機組自2017年6月大修后，汽輪機3個軸位移ZI501A/B/C呈現(xiàn)同步快速上漲的趨勢，2018年8月末，ZI5011A達到報警值-0.5mm(軸位移報警值±0.50mm，聯(lián)鎖值±0.75mm，聯(lián)鎖邏輯三取二)；依照此趨勢增長，汽輪機軸位移將在2020年4月A點軸位移值達到聯(lián)鎖值-0.75mm，機組非計劃停機的風(fēng)險極高，無法實現(xiàn)乙烯裝置連續(xù)運行4年的既定目標和計劃。
經(jīng)過研究分析，軸位移增長的主要原因有：
①機組持續(xù)處于超高負荷運行；
②汽輪機入口蒸汽品質(zhì)低于設(shè)計值，汽輪機進汽量長期超設(shè)計值導(dǎo)致軸向力較大；
③推力瓦支撐架存在變形，瓦塊在運行期間油膜不穩(wěn)定，致使推力瓦出現(xiàn)磨損；
④汽輪機電刷接地不良，汽輪機轉(zhuǎn)子軸電壓釋放不徹底，在推力瓦塊與止推盤之間產(chǎn)生電腐蝕，加速軸瓦巴氏合金的磨損。
結(jié)合原因分析，為確保機組能按照既定的檢修計劃平穩(wěn)運行至2021年8月份，采取嚴格控制機組運行環(huán)境的措施：提高并保證汽輪機入口蒸汽品質(zhì)、優(yōu)化工藝參數(shù)嚴格控制機組負荷、合理調(diào)整機組潤滑參數(shù)、定期監(jiān)測與消除汽輪機軸電壓。通過機組運行環(huán)境的精準把控，該機組汽輪機軸位移得到有效控制。
以某催化裝置煙機為例，該煙機自2017年4月檢修后，間歇性出現(xiàn)振動波動現(xiàn)象，振動值從正常值(20~35μm)緩慢上升至40μm以上，大多數(shù)情況下振動值出現(xiàn)持續(xù)上升至報警值72μm以上，呈現(xiàn)不可控現(xiàn)象。原因分析為：與再生器間歇性跑劑、三旋旋分效率偏低和輪盤冷卻蒸汽系統(tǒng)波動有關(guān)。
展開 一文搞懂車規(guī)級碳化硅模塊
軸電壓的產(chǎn)生：
電機控制器供電為變頻電源，含有高次諧波分量，逆變器、定子繞組、機殼形成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，稱為共模電壓，在此回路上產(chǎn)生高頻電流。由于電磁感應(yīng)原理，電機軸兩端形成感應(yīng)電壓，成為軸電壓，一般來說無法避免。
轉(zhuǎn)子、電機軸、軸承形成閉合回路，軸承滾珠與滾道內(nèi)表面為點接觸，若軸電壓過高，容易擊穿油膜后形成回路，軸電流出現(xiàn)導(dǎo)致軸承腐蝕；
800V的逆變器應(yīng)用SiC，導(dǎo)致電壓變化頻率高，軸電流增大，軸承防腐蝕要求增加；
同時，由于電壓/開關(guān)頻率增加，800V電機內(nèi)部的絕緣/EMC防護等級要求提升。
高壓直流繼電器：高性能要求驅(qū)動附加值，
單車價值量提升
需求具有高確定性，800V下產(chǎn)品性能要求提高，附加值提升：
高壓直流繼電器作為自動控制開關(guān)元件，起到高壓電路控制和安全保護作用，新能源車對高壓直流繼電器具有剛性需求；
800V平臺電壓電流更高、電弧更嚴重，對高壓直流繼電器耐壓等級、載流能力、滅弧、使用壽命等性能要求提高，產(chǎn)品需要在觸點材料、滅弧技術(shù)等多方面改進，附加值提高。
展開 800V電機技術(shù)瓶頸如何突破？
圖片來源：馬瑞利
切換至800V高電壓平臺，電流紋波變大后會產(chǎn)生高頻的諧波，高頻的諧波又會產(chǎn)生熱損耗，高溫會造成磁鐵性能下降，也有產(chǎn)生退磁的可能，從而導(dǎo)致電機性能下降，如此一來就容易出現(xiàn)各種風(fēng)險?；谶@一原因，馬瑞利提出，需要用分層的方式來解決磁發(fā)熱問題。隨著層數(shù)的增加，磁損耗可能會逐漸減少。分層的具體數(shù)量、厚度，則需要針對每款電機具體分析。馬瑞利有相應(yīng)的設(shè)計經(jīng)驗和數(shù)據(jù)來對具體的分層數(shù)最優(yōu)解做相應(yīng)的計算設(shè)計。
圖片來源：馬瑞利
在電機的運轉(zhuǎn)過程中，由于電磁感應(yīng)原理，電機轉(zhuǎn)子和殼體之間會產(chǎn)生電壓。由于軸電壓的存在，軸承的內(nèi)外圈之間出現(xiàn)電勢差便會產(chǎn)生軸電流，加上軸承的轉(zhuǎn)動便極易產(chǎn)生電火花。在高溫的情況下，電火花容易對軸承產(chǎn)生電腐蝕，造成軸承內(nèi)表面的熔化和剝離，導(dǎo)致軸承噪音變大，壽命降低。
這樣看來，控制軸電流似乎是預(yù)防軸承電腐蝕的關(guān)鍵。但在研發(fā)過程中馬瑞利發(fā)現(xiàn)，如果只是簡單地在電機的特定結(jié)構(gòu)中加上絕緣，軸電流又會對齒輪箱中的軸承產(chǎn)生電腐蝕。
因此馬瑞利選擇將方案的落腳點放在減輕電壓上。根據(jù)數(shù)學(xué)模型預(yù)測出的轉(zhuǎn)子和殼體之間的電壓變化，馬瑞利又開發(fā)出減少軸電流和減小殼體電壓的設(shè)計，并將該設(shè)計先后應(yīng)用于模型和實際，最終達成了減小轉(zhuǎn)子和殼體之間電壓、減輕電腐蝕的目標。
總體而言，在電機方面，800V高壓系統(tǒng)對軸承的防腐蝕、絕緣要求更為嚴苛。從理論設(shè)計到實際應(yīng)用，馬瑞利花了相當(dāng)長的時間才解決種種問題。由此可見，800V高壓平臺的大規(guī)模量產(chǎn)落地還有很長的路要走。
深耕多年 豐富經(jīng)驗打造成熟工藝
新能源汽車目前正處于快速發(fā)展時期，隨著汽車市場向新能源轉(zhuǎn)換，長期來看，車企推出更多采用高壓平臺的新車是必然選擇。
展開 壓縮機組軸承靜電腐蝕原因分析及應(yīng)對策略
碳刷接線端有預(yù)壓縮的彈簧，其彈簧力作用可使碳刷保持與軸的接觸狀態(tài)。日本三菱公司、日本日立公司及德國西門子公司生產(chǎn)的汽輪機常用這種電刷，電刷的磨損量一般沒有標示，無法在線確認電刷的磨損量，在線更換也比較困難。為了保證軸電流釋放的可靠性，一般會成對使用該類電刷。
②金屬型電刷。金屬型電刷一般用具有良好導(dǎo)電性能的銅絲作為導(dǎo)電載體，用在有潤滑油飛濺的環(huán)境中，依靠電刷及電刷臂的重力保持銅絲與軸接觸，銅絲與軸摩擦產(chǎn)生的熱量由飛濺的潤滑油帶走。意大利新比隆公司生產(chǎn)的汽輪機常用這種電刷，電刷的磨損量在接線盒部位有指示標尺，可以確認電刷的磨損狀態(tài)，可以在線更換，所以一般單支使用。
正常情況下，電刷通過接地線將汽輪機轉(zhuǎn)子靜電荷導(dǎo)入大地，起到保護轉(zhuǎn)子的作用。當(dāng)電刷失效或接地線斷開時，靜電荷將從轉(zhuǎn)子組導(dǎo)通到汽輪機轉(zhuǎn)軸并在軸上不斷聚積，使轉(zhuǎn)子組和轉(zhuǎn)軸電壓越來越高。當(dāng)軸電壓足以擊穿軸瓦與軸頸間的油膜時，產(chǎn)生火花放電。放電時電子流轟擊軸瓦,正離子流轟擊軸頸,動能轉(zhuǎn)化為熱能,使軸瓦與軸頸上放電處金屬微粒迅速熔化甚至汽化。這一過程極為短促，具有爆炸性質(zhì)，爆炸力把熔化和汽化了的金屬微粒拋離放電表面，金屬微粒被潤滑油迅速冷卻、凝固，繼而從間隙中沖走。每次火花放電后，在放電表面留下一個很微小的小凹坑，隨著放電的不斷進行，無數(shù)的小凹坑將出現(xiàn)在放電表面上。
靜電腐蝕的嚴重程度受壓縮機組各軸承的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、所受載荷以及潤滑油溫度、壓力等因素影響。這些因素的綜合影響可以用軸瓦和軸頸間形成的油膜厚度差別表征。油膜越薄，阻抗越小，油膜越容易被擊穿而產(chǎn)生火花放電。軸頸材料的熔點遠比軸瓦上的巴氏合金熔點高，每次火花放電軸頸所損失的金屬量要比巴氏合金的損失少，故軸頸和軸瓦相比較，軸瓦磨損會更快，表面凹坑會更大。此分析與圖3~圖6上看到的磨損現(xiàn)象是一致的。
展開 