电机转轴磁化现象分析

在一家维修车间里，一台绕线式转子高压电机因转子绕组间出现故障引起了注意。安徽皖南电机一名心思缜密的工人检查时，发现所用的小螺丝刀竟有吸附力，这让他感到非常惊讶；这实际上就是电机转轴磁化的一个具体案例。

所谓磁化，即材料在磁场作用下，磁矩取向趋于一致，从而显现出一定磁性。这一过程使原本无磁性的物质获得磁性。一些物体在磁体或电流的作用下显现磁性，这种现象我们称之为磁化。

电机运转时，通电绕组会产生旋转磁场，转轴处于磁场之中。鉴于转轴材料45号钢为软磁材料，其磁化成为必然现象。

转轴磁化现象，是指转轴因各种原因而带有磁性，如转子不平衡电流绕组使转轴磁化，焊接、摩擦、碰撞以及电涡流装置均可能导致设备带有磁性，并形成磁场。

电机转轴磁化原因及危害分析

若电机绕组内部或励磁回路发生两点接地，转子绕组、转子铁心或护环可能因短路直流电流而烧损，同时因部分短路匝形成的磁路不对称，会导致机组振动加剧，甚至造成转子本体磁化。

对于发电机类转子，产生轴电流的原因主要有磁力线分布的不对称效应及转轴的磁化效应。磁力线分布不对称通常由叠片层间隙引起。除发电机类转子外，其他设备也会因轴的磁化效应而产生轴电流。

转轴磁化现象，是指转轴因各种原因而带有磁性，如转子不平衡电流绕组使转轴磁化，焊接、摩擦、碰撞以及电涡流装置均可能导致设备带有磁性，并形成磁场。旋转磁场切割导体，会在这些零件内感应起一定电位，当电位升高到足以击穿油膜时，就形成电流回路。这种电流回路可能穿过整个转子，也可能仅在轴承中或浮环密封中形成局部的短路电流，轴承或浮环中的短路电流又会产生新的磁场，磁化转轴或其他零件。皖南电机因此，这种磁电相互转换，会在柴油发电机内形成很强的磁场，并出现很高的电流。

通常，铁磁性材料的磁导率较高，在电机运行过程中会被磁化。生活中，我们也常发现具有磁性的物质可以让铁磁物质具有磁性。

电流可以产生磁场，而铁磁物质内部的分子电流也可以产生磁场，每个分子可以看作是一个小磁体。安徽皖南电机在自然界中，铁磁材料内部形成众多磁畴区域，它们分布杂乱无章。由于各小磁体的方向不同，磁性相互抵消，所以整个物体恰好显示出无磁性。一旦将铁磁材料放入磁场内，在外磁作用下，磁畴的指向将逐步趋向一致，此时铁磁材料对外界就会显示出磁性。这就是让铁磁材料具有磁性的原理。

知识拓展——软磁材料与硬磁材料特点

软磁材料具有导磁率高、剩磁弱的特点。在较软的外磁场作用下，就能产生较强的磁感应强度，并且随着外磁场的增强，很快达到磁饱和状态。当外磁场消失后，其磁性基本消失。常用的有电工用纯铁和硅钢片。电工用纯铁一般用于直流磁场，其中电磁纯铁较为普遍。硅钢片按制造工艺分为热轧和冷轧两种，冷轧硅钢片又分为单取向和无取向。单取向冷轧硅钢片在沿扎制方向磁化时，比沿其他方向磁化具有较高的导磁率和较低的铁耗，无取向冷轧则没有方向性。

硬磁材料在外磁场作用下达到磁饱和状态后，即使去掉外磁场，也能长时间保持强而稳定的磁性。其特点是剩磁强、磁性稳定。主要用途是制造永磁电机的磁极铁芯和磁电系仪表的磁钢。

45号钢为中碳钢，属于软磁材料，在外加磁场中可以被磁化，但去掉外加磁场后，基本没有磁性。但会残留一点点磁性，因此，一些钢材在经过磨床加工后，需要退磁。原因是磨床上有一个用于固定被加工材料的电磁吸盘。高碳钢具有一定的永磁性能，某些螺丝刀的头部有吸铁的磁性，就是用高碳钢制作的。