[實用新型]電動機(jī)及電氣設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420401245.0
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN203967881U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中野圭策;黑住誠治;從野知子
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: H02K5/173
• 分類號: H02K5/173
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電動機(jī)及電氣設(shè)備，特別是涉及為了抑制軸承發(fā)生電腐蝕而改良的電動機(jī)以及具備該電動機(jī)的電氣設(shè)備。

背景技術(shù)

眾所周知，在基于正弦波的對稱三相交流電路中，在使各相的電路條件相同時，Y結(jié)線的中性點始終表示為恒定的值，在電源側(cè)的Y結(jié)線的中性點與負(fù)載側(cè)的Y結(jié)線的中性點之間不產(chǎn)生電位差。此外，此時的三相電源的正弦波是不含有高次諧波成分的無失真的正弦波，作為前提自不待言。

另外，在三相電路的各相的環(huán)路電路的條件不平衡時，Y結(jié)線的負(fù)載側(cè)的中性點不是零電位，而是表示為某個值的電位。這些情況如例如專利文獻(xiàn)1等那樣被廣泛知曉。此外，接下來要說明的軸電壓的觀測如以下這樣需要花些功夫，即，對三相交流電路的某一個電路部位、為了方便而設(shè)定的分壓電路的中點作為虛擬的中性點等的電位差進(jìn)行測量等。

在實際的對稱三相交流電路中，由于各種原因，導(dǎo)致三相電源不平衡、三相電源的正弦波包含若干高次諧波成分，可以觀測到在電源側(cè)的Y結(jié)線的中性點以及負(fù)載側(cè)的Y結(jié)線的中性點處產(chǎn)生了些許電位。而且，由于該中性點的電位變化，而在發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸、電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上感應(yīng)出的電壓值，即所謂的軸電壓被觀測。該軸電壓也施加于用于將旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承的軸承的內(nèi)圈。

另一方面，軸承的外圈與發(fā)電機(jī)或者電動機(jī)的外廓、接地部位電連接，因此，軸承的外圈變?yōu)榕c軸承的內(nèi)圈的電位不同的電位，在軸承的內(nèi)圈與外圈之間產(chǎn)生電位差。而且，借助軸承的滾動體，在外圈、滾動體以及內(nèi)圈這些構(gòu)件之間發(fā)生放電。在該放電部位產(chǎn)生放電痕，將該放電痕稱為電腐蝕。而且，該放電痕，即電腐蝕導(dǎo)致軸承在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生不良情況。

例如，像專利文獻(xiàn)2～4等所記載的那樣，在三相電源的發(fā)電機(jī)中，由發(fā)電機(jī)的組裝不規(guī)則而引起的磁路的不平衡，導(dǎo)致無法得到對稱三相交流而產(chǎn)生不平衡的三相交流，從而產(chǎn)生由中性點產(chǎn)生電位而引起的軸電壓。

另外，在發(fā)電機(jī)的勵磁繞組的勵磁電源為采用了晶閘管等的勵磁裝置的情況下，對勵磁繞組施加包含大量高次諧波的非正弦波波形的電壓。該非正弦波波形的電壓借助由發(fā)電機(jī)的除勵磁繞組以外的構(gòu)成構(gòu)件產(chǎn)生的等效阻抗成分，產(chǎn)生由上述的勵磁裝置的勵磁電力引起的軸電壓。

另外，如上述專利文獻(xiàn)等所記載的那樣，作為發(fā)電機(jī)特有的現(xiàn)象，與蒸汽渦輪的葉片碰撞的蒸汽的一部分發(fā)生離子化而帶電。而且，公知有由蒸汽的離子化所產(chǎn)生的電荷借助發(fā)電機(jī)的構(gòu)成構(gòu)件產(chǎn)生的等效阻抗成分向旋轉(zhuǎn)軸傳遞，并表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)的軸電壓，從而導(dǎo)致軸承的電腐蝕。

另一方面，例如專利文獻(xiàn)5等所記載的那樣，公知有在三相交流電路中的負(fù)載側(cè)的電動機(jī)中，也發(fā)生由三相交流的不平衡引起的軸電壓所導(dǎo)致的軸承的電腐蝕。另外，如該文獻(xiàn)等所記載的那樣，在使用逆變器裝置來驅(qū)動電動機(jī)的情況下，由每次電源轉(zhuǎn)換引起瞬時的電壓不平衡，導(dǎo)致中性點電位以非常高的頻率成分(數(shù)MHz)發(fā)生變動，從而產(chǎn)生軸電壓(軸電流)，并產(chǎn)生電動機(jī)的軸承的電腐蝕。

最近，在電動機(jī)的領(lǐng)域內(nèi)，利用逆變器裝置的驅(qū)動技術(shù)非常盛行。利用該逆變器裝置的驅(qū)動與利用無失真的正弦波電壓源的驅(qū)動完全不同，利用該逆變器裝置的驅(qū)動構(gòu)成矩形波狀的電壓源，從而實現(xiàn)虛擬的三相驅(qū)動。在利用逆變器裝置的驅(qū)動中，如上述的專利文獻(xiàn)5那樣，產(chǎn)生由于中性點電位的變動所引起的軸電流(軸電壓)，并且容易產(chǎn)生電動機(jī)的軸承的電腐蝕。

眾所周知，利用逆變器裝置的驅(qū)動不是由無失真的正弦波產(chǎn)生的三相交流的驅(qū)動。因此，顯然可知，在電動機(jī)的Y結(jié)線的中性點處，不會存在各相的電壓值彼此抵消而始終成為零電平的情況，而是產(chǎn)生某個電壓值的情況。

例如，如非專利文獻(xiàn)1等所記載的那樣，在利用逆變器裝置驅(qū)動的電動機(jī)的Y結(jié)線的中性點處產(chǎn)生表示由凸?fàn)畈ㄐ尾ê头叫尾óa(chǎn)生的周期性且較大振幅的電壓變化的電壓值，該凸?fàn)畈ㄐ尾ê头叫尾ǖ淖畲笾的苓_(dá)到逆變器裝置的電源電壓值。而且，如該非專利文獻(xiàn)等所記載的那樣，該中性點的電位變化作為由其所引起的旋轉(zhuǎn)軸的軸電壓被觀察。

也如非專利文獻(xiàn)1等所記載的那樣，來自逆變器裝置的各相的驅(qū)動電壓自電動機(jī)的定子的定子繞組經(jīng)過定子構(gòu)成構(gòu)件的阻抗成分，作為電能向定子的外部傳遞。該電能的傳遞是借助電動機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間的分布電容成分向電動機(jī)的轉(zhuǎn)子傳遞，并進(jìn)一步經(jīng)過轉(zhuǎn)子構(gòu)成構(gòu)件的阻抗成分，到達(dá)旋轉(zhuǎn)軸。在此，旋轉(zhuǎn)軸位于三相交流電路的等效的Y結(jié)線的中性點，因此，能夠在該旋轉(zhuǎn)軸處觀測一些電位的變化。如上所述，將該電位的變化稱為軸電壓。