一、变频电机轴电流产生的原因
所谓轴电压是指转轴两端之间或转轴与轴承之间的电位差。轴电压由轴颈、油膜、轴承、基座及基础底座构成回路，当油膜被破坏时，就在回路内产生电流，即为轴电流。
1、 变频电机轴电压产生的原因
1）磁不平衡产生轴电压。电动机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁心槽、通风孔等的存在，造成在磁路中通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。
2）变频电源供电产生轴电压。电动机采用变频电源供电时，电源三相输出电压的矢量和不为零，产生零序电压分量（共模电压）。当电机在正常运行过程中，电机轴承内部形成油膜，在电机轴伸端和非轴伸端形成轴承电容 C b ,C nb , 加之电机系统内部耦合电容分压影响（电机内部定子绕组到机壳之间存在耦合电容 C wf , 定子绕组到转子之间存在耦合电容 C wr , 转子到机壳之间存在耦合电容 C rf ），整个电气拖动系统产生轴承电压，如图1所示。
由于定子绕组和电机机壳之间存在很大的耦合电容，在高频的du/dt下，经定子绕组到机壳之间的耦合电容，产生电机绕组对地的漏电流，这些电流的频率由100 kHz变化到几MHz。这些频率变化的对地电流将在电机转轴周围产生变化的磁通，这种变化的磁通会在电机转轴上产生轴电压。
3）静电感应产生轴电压。在电动机运行现场周围有较多高压设备，在强电场的作用下，在转轴的两端感应出轴电压。
4）外部电源的介入产生轴电压。由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，便会产生轴电压。
5）其他原因。如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。
2、变频电机轴电流产生的原因
轴电流流通路径如图2所示。正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜的存在，起到绝缘的作用。对于较低的轴电压，这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能，不会产生轴电流。但是当轴电压增加到一定数值时，尤其在电动机启动时，轴承内的润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜而放电，构成回路，形成轴电流。
二、轴电流的危害
轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过，由于该金属接触点很小，所以这些点的电流密度大，在瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面上烧出小凹坑，如图3所示。一般由于转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高，通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。
三、轴电压经验限值和测量方法
1、轴电压经验限值
电动机所容许的轴电压或轴电流的大小与轴承状况、安装质量、轴电流流经路径的阻抗等许多因素有关。因此，轴电压的限值难以具体规定。目前，国内或IEC关于轴电压或轴电流限值标准尚未形成，只有一些建议性规定（如西门子公司规定电机出厂空载轴电压要限制在350 m以下，如果超过该值，轴承必须绝缘）。实践中，对于滚动与滑动轴承，通常可按表l所列范围适当掌握轴电压限值。
2、轴电压测量方法
轴电压是感应信号，一般在10 以下，测量时要求电压表或测量装置有很高的输入内阻，否则，信号经过测量回路泄漏，测量到的信号会有较大衰减。实际操作中，在电机运行于空载和负载状态下分别进行测试，测量过程如图 4所示。
测量前应将轴上原有的接地保护电刷提起，然后按图4a所示，把发电机两侧轴与轴承用铜刷短路。用电压表测轴电压U 1 （测量的连接线与转轴必须用专用电刷，且电刷上应具有300 mm以上的绝缘手柄）。然后仅将非出轴端（励磁机侧）轴承与轴短接，如图4b所示，测非出轴端对地的轴电压U 2 （非出轴端一般为绝缘轴承）。比较U 1和U 2 ，可知轴承绝缘状况，一般U 2 =U 1 时，表示绝缘状况良好；U 1 >1.1U 2 时，表示绝缘情况不良，需要处理；当U 2 >U 1 时，表示测量错误。
四、抑制轴电压产生危害的对策
值得提出的是加油管等一些辅助装置的绝缘也极其重要。如果这些辅助装置绝缘措施做得不到位，仍然可能给轴电流流通构成回路。图7就是某高压电机由于加油管接地（加油管与机座接触，造成接地，如图8所示）造成轴电流烧蚀轴承。解决措施之一就是在加油管上套热缩绝缘套管，如图9所示。采用此方法，对加油管进行绝缘处理后，该高压电机运行稳定，2 a来，再未出现轴承因轴电流烧蚀的现象。
五、结论
在PWM变频供电电机拖动系统中，轴电压、轴电流产生的机理非常复杂，也不易测量，国内外尚未有明确的标准来规范它。但在企业的实际生产中，我们必须采取相应的措施来抑制轴电流。目前来看，采取绝缘措施、可靠接地措施是最实用的方法。另外，通过对电机轴承定期振动检测，结合频谱分析，也可帮助我们发现轴电流造成的早期损坏。
