[發明專利]電動機和具有該電動機的電設備

有效

• 申請號: 201080014746.8
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN102369652A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 角治彥;水上裕文;渡邊彰彥;長谷川武彥
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H02K5/16
• 分類號: H02K5/16
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及電動機和具有該電動機的電設備，特別是涉及改良以抑制軸承的電蝕的發生的電動機和具有該電動機的電設備。

背景技術

近年來，電動機采用通過脈沖寬度調制(Pulse?Width?Modulation)方式(PWM方式)的逆變器驅動的方式的例子變多。在像這樣的PWM方式的變頻驅動的情況下，由于繞組的中性點電位不為零，所以軸承的外輪和內輪之間產生電位差(以下，稱為軸電壓)。軸電壓包括由開關產生的高頻成分，當軸電壓達到軸承內部的油膜的絕緣破壞電壓時，微小電流(以下，稱為軸電流)流過軸承內部，在軸承內部發生電蝕。在電蝕進行的情況下，軸承內輪、軸承外輪或軸承珠上發生波狀磨損現象，以至出現異常音，成為電動機的故障的主要原因之一。

現有技術中，為了抑制電蝕，考慮有如下的對策。

(1)使軸承內輪與軸承外輪為導通狀態。

(2)降低軸電壓。

(3)使軸承內輪與軸承外輪為絕緣狀態。

作為上述(1)的具體方法，可以舉出使軸承的潤滑劑為導電性的方法。但是，導電性潤滑劑存在隨著時間經過導電性變差和缺乏滑動可靠性等課題。此外，雖然可以考慮在旋轉軸設置電刷，使之成為導通狀態的方法，但是該方法也存在需要電刷磨損粉和空間等課題。

作為上述(2)的具體方法，通過使定子鐵心與具有導電性的金屬制的支架(bracket)短路，使靜電電容變化來降低軸電壓的方法，在現有技術中是公知的(例如，參照專利文獻1)。

在專利文獻1中，通過使定子鐵心與支架短路，降低定子鐵心側的阻抗，由此抑制軸承的電蝕。

即，一般而言，在洗衣機、洗碗干燥機等的用水的地方使用、有觸電風險的電動機，在充電部的絕緣(基礎絕緣)之外，有必要追加獨立的絕緣(以下，稱為附加絕緣)。另一方面，此外的空調室內機、空調室外機、熱水器、空氣凈化器等所使用的電動機，由于沒有觸電的風險，所以不需要附加絕緣。因此，空調室內機、空調室外機、熱水器、空氣凈化器等所使用的電動機，轉子不是絕緣結構，所以轉子側(軸承內輪側)的阻抗處于低的狀態。與此相對地，定子側(軸承外輪側)為絕緣結構，所以阻抗處于高的狀態。在這種情況下，由于與軸承內輪側的電位高相對地，軸承外輪側的電位低，所以變為不平衡狀態，會產生高的軸電壓。而且，由于這種高的軸電壓，有可能在軸承上發生電蝕。

為了規避這種狀態，專利文獻1中采用如下方法：通過使定子鐵心與支架短路，使它們之間的靜電電容成分消失，如上所述降低定子側(軸承外輪側)的阻抗。而且，通過使定子側的阻抗與轉子側(軸承內輪側)的阻抗近似，作為軸承的內外輪間的電位差的軸電壓也降低。

但是，專利文獻1的方法，由于降低阻抗，所以電壓下降變少，除了軸承的內輪側的電壓，外輪側的電壓也變高。因此可以考察如下可能性：如果因電動機的使用環境或定子和轉子的組裝精度偏差等而使阻抗的平衡受到破壞，則反而軸電壓增大，電蝕也變得容易發生

作為上述(3)的具體方法，目前公知有對電動機所使用的多個軸承全部，將內部的鐵轉動體變更為電絕緣材料的陶瓷(例如，參照專利文獻2)。該方法雖然電蝕抑制的效果非常高，但是存在成本變高的問題。

但是，近年來，例如專利文獻1中公開的那樣，提案有將定子側的定子鐵心等固定部件用模鑄材料等一體模鑄，來提高可靠性的模鑄電動機。而且，通過用作為模鑄的一部分的樹脂外殼(housing)也來固定軸承的結構，能夠以簡單的結構實現模鑄電動機。另一方面，在考慮固定軸承的強度的情況下，與利用樹脂等模鑄材料的固定相比，利用金屬制的支架的固定強度更高。因此，近年來，與對電動機要求的固定強度相應地，選擇性地通過金屬制支架或模鑄材料來固定軸承。即，提案有：例如在對軸承的固定強度要求不是那么高的反輸出軸側用一體成型的模鑄的一部分固定軸承，在要求固定強度的輸出側用金屬制的支架固定軸承的模鑄電動機。