在电机的运行世界里，有一种看不见却极具破坏力的 “幽灵”—— 轴电流。你或许遇到过这样的场景：电机突然出现异常声响，振动加剧，甚至轴承部位温度急剧升高，这些现象的背后，很可能就是轴电流在作祟。
那么，究竟什么是轴电流呢？简单来说，轴电流就是在电机轴两端产生的交流电压所引发的电流 。正常情况下，电机转动部分对地绝缘电阻大于 0.5MΩ ，轴电流不会轻易出现。但当轴两端同时接地，或者满足其他特殊条件时，轴电流就会悄然诞生。
从原理上讲，轴电流的产生需要两个关键条件：一是轴电压的存在，二是形成闭合回路。轴电压的产生原因较为复杂，比如电机定子铁芯组合缝、硅钢片接缝，定子与转子空气间隙不均匀，轴中心与磁场中心不一致等，都会导致机组的主轴在不完全对称的磁场中旋转，进而在轴上感应出电压 。当这个轴电压遇到合适的闭合回路，轴电流便会顺势而生。就像一个隐藏在黑暗中的电路，一旦通路被接通，就会释放出不可小觑的能量。 这种看似微小的电流，却蕴含着巨大的能量，对电机的关键部件 —— 轴承，造成致命的伤害。
磁不平衡：电机的 “先天不足”
磁不平衡是导致轴电流产生的常见原因之一 。在电机的制造过程中，定子铁心的扇形冲片、硅钢片叠装时，如果出现误差，再加上铁芯槽、通风孔等结构的存在，就会使磁路中出现不平衡的磁阻 。当电机运行时，交变磁通切割转轴，就像一把无形的刀在轴上划过，在轴的两端感应出轴电压。比如，定子铁心组合缝、硅钢片接缝处的不平整，就如同道路上的坎坷，会阻碍磁通的顺畅通过，导致磁阻不均匀。当电机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时，便产生与轴相交链的交变磁通，进而产生交变电势 。此时，如果轴两侧的轴承形成闭合回路，轴电流就会顺势而生，就像电流找到了一条可以流动的通道。
此外，转子偏心也是磁不平衡的一种表现。当转子支撑偏心时，会产生脉动磁通，同样会在转轴中产生感应电压 。就好比一个旋转的陀螺，如果重心不在中心，旋转时就会产生晃动，电机的转子也是如此，偏心会导致磁场分布不均匀，从而引发轴电流。
变频电源供电：现代技术带来的 “副作用”
随着变频技术的广泛应用，变频电源供电也成为轴电流产生的重要因素 。当电动机采用变频器逆变供电运行时，电源电压含有较高次的谐波分量 。在电压脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间就像被注入了一股不稳定的能量，产生电磁感应，使转轴的电位发生变化，从而产生轴电压 。变频器 PWM 脉宽调制导致调速驱动系统中高频谐波成分增多，这些谐波分量在转轴、定子绕组和电缆等部分产生电磁感应，电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路 。这种共模回路电压以高频振荡并与转子容性耦合，产生转轴对地的脉冲电压，该电压将在系统中产生零序电流，而电机轴承则不幸成为这个零序回路的一部分 。可以把这个过程想象成一个复杂的电路网络，各个部分相互影响，最终导致轴电流的产生。
静电感应：看不见的电场 “捣乱”
在电动机运行的现场，往往存在着各种高压设备，它们就像一个个强大的电场源 。在强电场的作用下，转轴就像是一个被电场包围的导体，两端会感应出轴电压 。这就好比在雷雨天气，云层中的电荷会在地面上的物体上感应出电荷一样。当这种感应出的轴电压达到一定程度，并且满足轴电流产生的其他条件时，轴电流就会出现，给电机的运行带来隐患。
外部电源介入：意外的 “闯入者”
运行现场的接线通常比较繁杂，尤其是大电机的保护、测量元件接线众多 。如果不小心有带电线头搭接在转轴上，就如同给电机的轴接入了一个意外的电源，会产生轴电压 。这种情况虽然看似偶然，但在实际的电机运行维护中，由于操作不当或者线路老化等原因，时有发生，一旦发生，就可能引发轴电流问题，对电机造成损害。
直击危害现场：轴电流如何破坏轴承
轴电流一旦产生，就如同在轴承内部埋下了一颗定时炸弹，对轴承的破坏是多方面且极其严重的。
（一）微观层面的电蚀破坏
从微观角度看，当轴电流通过轴承时，由于滚珠与滚道之间是点接触，这就使得电流密度变得极大 。这种高电流密度会在瞬间产生极高的温度，就像一道闪电划过，瞬间释放出巨大的能量 。这股能量足以灼伤轴承，在轴承座圈上留下难以磨灭的痕迹 —— 电腐蚀和槽沟 。
想象一下，轴承内部的滚珠与滚道原本是紧密而顺滑地配合着，就像一对默契的舞者，在电机运转时和谐地运动。然而，轴电流的出现打破了这份和谐 。当轴电流通过时，滚珠与滚道的接触点就像是被聚焦的阳光灼烧，金属材料在高温下迅速熔化、汽化 。随着电机的持续运转，这些被破坏的微小区域不断积累，逐渐形成肉眼可见的电腐蚀痕迹和槽沟 。这些痕迹就像一道道伤疤，刻在轴承的表面，不仅破坏了轴承原本光滑的表面，还改变了轴承内部的应力分布 。原本均匀承受压力的滚珠与滚道，因为这些损伤，受力变得不均匀，进一步加速了轴承的磨损和损坏 。从微观图示（此处可插入一张微观下轴承电蚀损伤的高清图片，更直观地展示损伤细节）中，我们可以清晰地看到那些被高温灼烧后的金属表面变得粗糙、凹凸不平，原本整齐排列的金属晶格结构也变得混乱不堪 。
（二）宏观故障表现
在宏观层面，轴电流对轴承的危害更是直接而显著，往往会导致严重的故障，给生产带来巨大损失 。
对于滚动轴承来说，轴电流的烧蚀可能会使滚动体表面和轴承圈滚道表面出现严重损伤 。轻者，轴承会发热，温度异常升高，就像一个人在发烧，预示着身体出现了问题 。此时，电机的运行状态也会受到影响，可能会出现轻微的振动和异常声响 。如果轴电流的危害进一步加剧，滚动体和轴承圈之间可能会相互抱死，就像两个齿轮被卡住，无法正常转动 。这种情况下，电机的过流保护装置会立即启动，紧急停机 。但这还不是最糟糕的，严重时，滚动轴承甚至会散架，内部的滚珠散落一地，电机也因此彻底瘫痪 。
而滑动轴承在轴电流的作用下，也难以幸免 。轴电流会从轴承和转轴的金属接触点通过，由于接触点极小，电流密度极大，瞬间产生的高温足以使轴承局部烧熔 。那些被烧熔的低熔点合金，在碾压力的作用下四处飞溅，就像爆炸的弹片 。在轴承内表面，会留下一个个小凹坑，或者被压出条状电弧伤痕，这些伤痕就像一道道沟壑，破坏了滑动轴承的正常工作表面 。当滑动轴承的损伤达到一定程度，它就无法再为转轴提供稳定的支撑和润滑，电机的振动会急剧增大，最终也只能停机检修 。
以某热电厂为例，其一台型号为 YKS 710 - 4，额定功率为 3600KW，额定电压为 6KV，额定电流为 394A 的给水泵电机，采用滚动轴承和高压变频调速系统 。在运行过程中，由于轴电流的影响，轴承温度急剧升高，轴承受到严重损伤 。从机械方面进行分析和采取措施后，效果并不明显 。经进一步检查，确定是轴电流腐蚀造成的 。这次故障导致电机停机检修，不仅影响了热电厂的正常发电，还带来了高额的维修费用和生产损失 。据估算，此次停机造成的直接经济损失达到了数十万元，间接损失更是难以估量，包括因电力供应不足对周边企业和居民生活造成的影响 。
总结与展望
轴电流对轴承的危害不容小觑，从微观的电蚀破坏到宏观的故障表现，都可能给电机设备带来严重的后果 。了解轴电流产生的原因，如磁不平衡、变频电源供电、静电感应以及外部电源介入等，是我们预防和解决问题的关键 。通过采取安装接地碳刷、使用绝缘轴承、加绝缘隔板等有效的防治措施，可以大大降低轴电流对轴承的危害 。
在实际的电机运行维护中，我们要时刻保持警惕，重视轴电流问题 。定期对电机进行检查和维护，监测轴电流的情况，及时发现并解决潜在的隐患 。同时，也希望大家能在评论区分享自己在处理轴电流问题中的经验和心得，共同交流，共同进步 。让我们一起为保障电机设备的稳定运行而努力，避免因轴电流问题导致的生产事故和经济损失 。
