变频电机更换轴承后，运行一段时间又出现噪声、振动或温升。拆开检查，滚道表面可以看到密集麻点、灰暗斑痕，严重时还会形成规律性的搓板状纹路。

遇到这类重复性故障，除了检查润滑、载荷、安装精度和轴系对中，还需要关注一个容易被忽视的电气因素：轴电流。

本文将介绍轴电流的产生过程、轴承电蚀的常见特征、重点排查项目，以及轴接地环的工作原理和应用边界。

什么是轴电流？

轴电流是通过电机转轴、轴承、联轴器或其他连接部件形成回路的电流。

变频器采用PWM方式驱动电机时，快速变化的输出电压会产生共模电压。共模电压通过电机内部的寄生电容耦合到转轴上，使转轴与电机外壳之间产生轴电压。

轴承正常运行时，滚动体和滚道之间存在润滑油膜。油膜在一定条件下具有绝缘作用，但其承受电压的能力有限。

当轴电压超过润滑油膜的承受能力，油膜可能被击穿，电流通过轴承瞬间放电。这类放电通常持续时间很短，但可能在电机运行过程中反复发生。

轴电流为什么会损伤轴承

电流击穿轴承润滑油膜时，接触区域会出现瞬间放电和局部高温。

单次放电造成的损伤通常很小。随着放电次数不断增加，滚道和滚动体表面可能逐渐形成微小熔蚀点。

损伤继续发展后，轴承可能出现以下问题：

• 滚道表面产生密集麻点
• 形成灰暗斑痕或局部熔蚀区域
• 出现规律性的搓板纹或电蚀沟槽
• 轴承噪声和振动逐渐增加
• 运行温度异常升高
• 润滑脂性能受到放电产物影响
• 轴承使用寿命缩短

【图片：轴电流通过轴承放电的路径示意图】

轴承电蚀有哪些典型特征

轴承损伤不能仅凭外观直接定性，但以下现象可以作为排查轴承电蚀的重要线索。

滚道表面出现麻点

在放大观察下，滚道表面可能出现大量细小凹坑、灰暗斑痕或局部熔蚀痕迹。

这些损伤需要与材料剥落、异物压痕和润滑污染造成的表面损伤进行区分。

【图片：轴承滚道电蚀麻点示意图】

形成搓板状纹路

当电蚀持续发展时，滚道表面可能形成具有一定规律的条纹，通常称为搓板纹或电蚀沟槽。

滚动体经过受损区域时，会进一步引起振动和噪声。

【图片：轴承搓板纹示意图】

更换轴承后故障重复发生

如果已经更换轴承、改善润滑并检查安装精度，故障仍然反复出现，就需要进一步检查轴电压、设备接地、变频器参数及电缆屏蔽。

轴承损伤与轴电流的排查思路

轴承提前失效可能涉及电气、机械和润滑等多个因素。建议按照以下项目进行综合检查。

轴承表面形貌只能提供故障线索。实际判断时，应结合轴电压测试、接地状态和运行工况进行综合分析。

哪些设备需要重点关注轴电流

轴电流风险与电机结构、变频器输出特性、电缆长度、接地方式、轴承配置和运行工况等因素有关。

以下应用通常更值得关注：

• 变频器驱动的工业电机
• 长时间连续运行的泵、风机和压缩机
• 新能源汽车驱动电机
• 风力发电机及其他旋转设备
• 轴承曾经多次提前失效的设备
• 非计划停机会造成较大损失的关键生产设备

对于这些设备，可以在电机设计、设备选型或技术改造阶段开展轴电流风险评估。

轴接地环如何降低轴承电蚀风险

轴接地环英文为Shaft Grounding Ring，简称SGR。

轴接地环通常安装在电机轴端，利用导电纤维与旋转轴接触，并与接地的电机外壳连接。

当轴上产生电流时，轴接地环可以为电流提供一条低阻抗旁路，将电流导向接地外壳，降低电流通过轴承油膜放电的概率。

【图片：轴电流经过轴承与通过轴接地环导流的路径对比】

轴接地环的使用效果与以下因素有关：

• 轴径与安装结构是否匹配
• 导电纤维与轴表面的接触状态
• 轴表面是否存在油污、涂层或绝缘层
• 环体与电机外壳之间的接地连接
• 电机转速、温度及运行环境
• 安装位置及后期维护条件
• 是否需要与绝缘轴承等措施配合

安装轴接地环能否解决所有轴承问题

轴接地环主要用于降低轴电流通过轴承的风险，不能解决所有类型的轴承故障。

如果轴承损坏的主要原因是载荷异常、润滑不当、污染物进入、轴系不对中或安装误差，仅安装轴接地环无法消除这些问题。

部分系统还需要同时考虑：

• 电机和设备的保护接地
• 变频器输出电缆及屏蔽层连接
• 绝缘轴承或绝缘端盖
• 联轴器和负载端的电流路径
• 轴表面的清洁与维护
• 变频器相关参数配置

合理的处理顺序是先诊断故障原因和电流路径，再选择匹配的防护方案。

轴接地环选型需要哪些信息

进行初步选型和应用评估时，建议准备以下资料：

1. 电机额定功率、额定转速和实际运行转速
2. 电机轴径及尺寸公差
3. 轴端可用安装空间
4. 变频器品牌、型号和开关频率
5. 轴承型号及损伤照片
6. 电机接地和电缆屏蔽方式
7. 工作温度、油污、粉尘及其他环境条件
8. 轴电压波形或相关测试数据

资料越完整，越有利于判断轴电流风险和选择合适的安装方案。

常见问题

轴承滚道出现麻点，就一定是电蚀吗？

不一定。麻点也可能与材料疲劳、异物压痕、润滑污染等因素有关，需要结合损伤形貌、轴电压波形和运行工况综合判断。

使用绝缘轴承后，还需要轴接地环吗？

需要根据电机结构和电流路径确定。绝缘轴承可以阻断特定位置的电流通路，但电流可能转移到其他轴承、联轴器或负载端。部分应用会组合使用绝缘轴承和轴接地环。

轴接地环是否可以直接安装在油污轴面上？

轴表面的油污、涂层、锈蚀或其他绝缘物可能影响导电纤维与轴之间的接触，需要根据产品要求进行表面处理并制定维护方案。

怎样确认轴接地环安装后是否有效？

可以结合安装前后的轴电压波形、接地通路、轴承振动和运行状态进行验证。不能仅凭“已经安装”判断防护效果。

获取轴电流防护建议

如果您的变频电机存在轴承反复损坏、滚道电蚀或轴电压异常，可以提交以下信息：

• 电机功率及转速
• 电机轴径和安装空间
• 变频器型号
• 轴承损伤照片
• 运行环境
• 轴电压测试数据

VOLSUN技术团队可以根据设备结构和运行工况，协助进行初步分析并提供轴接地环/导电环的选型建议。