李勇

（西门子交通技术（北京）有限公司上海分公司，上海200082）

1 概述

交流电机设计久经考验、长期可靠运行所需维护小、而且其结构简单，广泛应用于城市轨道车辆牵引系统中。随着电力电子技术的发展，大功率半导体器件的逆变器因具有稳定、开关损耗低等优点，作为交流电机供电电源，在轨道车辆中广泛使用。近年多有用户反映PWM 逆变器供电的牵引电机上，电机轴承发生电腐蚀失效，最终导致牵引电机抱死、车轮擦伤等影响车辆运营案例。初步调查发现逆变器供电电机轴承上过大的轴电压、轴承电流与轴承电腐蚀失效有很大关联，本文阐述了电机轴承电腐蚀失效的有关机理，并直接给出相应的防范建议。

2 轴电压和轴承电流产生机制

交流电机产生轴电压和轴承电流的两个主要原因：

制造过程（包括公差、材料等）导致的不对称磁场（电机本身因素）；

供电电压影响（外部因素）。

2.1 磁场不对称导致的轴电压和轴承电流

交流异步电机在正弦交变的电压下运行时，其转子处在正弦交变的磁场中。由于电机制造公差，磁性材料各向异性、定转子扇形冲片、硅钢片叠装、通风孔等工艺因素的存在，在磁路中造成不平衡的磁阻。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，从而产生交变电势。当电动机转动即磁极旋转，通过各磁极的磁通发生了变化，在轴的两端感应出轴电压。这种电压是延轴向而产生的，如果与轴两侧的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。……