目前轨道交通高铁新能源汽车高度重视轴承电腐蚀问题,轴承作为电气产品关键运动部件,饱受电腐蚀困扰,日积月累会存在断轴重大隐患。

 

电机轴承与轴之间通常存在轴电压,当轴电压较高,使润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流,局部放电能量产生的高温,可以融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域,并形成凹槽,而产生噪声、振动等异常现象。

 

目前采用绝缘轴承以防止轴承发生电腐蚀,外圈或内圈表面增加一层涂层,可承受特定电压,可以明显降低实际轴电流。但是在实际使用过程中,由于外圈与内圈之间会存在寄生电容,会产生微小轴电流,长时间电腐蚀,可能会有轴承断裂的风险。因此提高轴承的绝缘能力,降低轴电流,对轨道交通、新能源汽车等电气产品安全运行具有非常重要意义。

 

绝缘轴承绝缘能力的测试必须模拟实际应用环境(即模拟绝缘轴承动态与静态),施加可调节的宽频宽电压方波,测量不同状态下轴电流。PWR/PSA 系列高性能可编程交流电源的重要特色之一就是宽频宽电压,任意可调,其中 PWR1000L 可编程交流电源可输出频率高达 10kHz,完美满足绝缘轴承的测试需求。

 

由 PWR1000L 可编程交流电源、PA310 功率计与 ZDS 系列示波器,组成一整套绝缘轴承测试方案。

 

图 1 绝缘轴承测试方案

 

高性能可编程交流电源 -- 生产宽电压宽频方波

绝缘轴承测试中最关键配置 -- 产生高频高电压的方波,比如方波电压 300V,方波频率 1000Hz,上升下降时间 20us(典型),激励绝缘轴承,验证其绝缘能力。

 

图 2 PWR1000L 可编程交流电源(左),方波波形(右,300V/1000Hz)

 

高精度功率计 -- 测试高频小电流

可编程交流电源产生方波激励绝缘轴承,其产生高频的微小的绝缘电流,即上升时间很快,幅值很小,mA 级别电流。这就必须要有一款具备测试 mA 级别电流,且带宽和采样率需要上百 kHz 的高性能功率计。PA310 功率计电流测试范围从 50uA 到 20A,带宽 300kHz,采样率 500kHz,完全满足此测试要求。

 

图 3 高精度功率计