交流电机被应用于国民经济和社会生活的各个领域,其使用寿命和运行稳定性也受到了人们的广泛关注。轴承故障是电机异常工作的主要原因之一。随着电力电子技术的发展,变频驱动交流电机中存在的高频轴电流成为轴承故障的重要诱因。轴电流会使轴承表面产生电蚀坑,从而引起轴承早期失效,造成机组停运,严重时会带来巨大损失。轴承击穿过程涉及多个学科,对其研究还未全面开展。分析交流电机的高频轴电流模型、探究轴承的击穿机理并研究轴电流抑制方法和抑制标准对电机系统的安全经济运行有重要意义。首先对比分析了集中参数模型、三相分布模型和轴向分布参数模型这三种高频轴电流模型。推导了集中参数模型和三相分布模型中轴电压和轴电流解析计算公式,发现两种模型的轴电压、轴电流幅值相等,三相分布模型的轴电压和轴电流的频率是集中参数模型的(?)倍,并通过仿真验证了以上结论。然后分析了轴向分布参数模型中分段数对轴电压、轴电流的影响,并将轴向分布参数模型和集中参数模型的轴电压、轴电流与实测波形作对比,发现轴向分布参数模型更接近实验结果。其次研究了轴承放电的击穿过程并提出一种轴承击穿等效电路模型。设计了轴承击穿实验,测试击穿过程中轴承电气性质的变化,结合轴承结构和电弧击穿理论提出轴承击穿的可变电阻模型。之后,根据实验数据确定了可变电阻模型中的电阻参数。并对轴承可变电阻模型和恒定电阻模型进行了对比分析,结果表明可变电阻模型的轴电压与轴电流波形更接近实验结果。然后对轴承放电击穿产生坑蚀这一物理过程进行多物理场仿真研究。搭建了轴承的三维模型,对其做静力学仿真,得到油膜的最小厚度。建立轴承的电热耦合分析模型,在模型中设置击穿通路,进行电磁场和温度场的联合仿真,计算出在给定击穿电流激励下的温升。并以轴承材料熔点温度为判断依据,提出了一种确定轴承电腐蚀临界电流的方法。最后对轴电流的抑制措施做了分析和测试。基于双馈风力发电机的轴电流等效电路,分析碳刷和磁环的抑制原理并在实验平台上进行了测试。结果表明碳刷对轴电压的抑制效果最好,并且碳刷越多抑制效果越好;磁环对高频段的共模电流有明显的抑制作用。