[實(shí)用新型]用于減小電機(jī)中的有害軸承電壓的裝置和電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721005280.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207782608U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·施羅特;M·維克爾特;M·沃爾特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 依必安派特穆?tīng)柗腋邢迌珊瞎?/a>
• 主分類(lèi)號(hào): H02K11/40
• 分類(lèi)號(hào): H02K11/40;H02K11/20
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

本實(shí)用新型涉及一種用于減小電機(jī)(M)中的有害軸承電壓的裝置(1)和電機(jī)，所述電機(jī)具有轉(zhuǎn)子(2)和定子(3)，其中在所述轉(zhuǎn)子(2)與所述定子(3)之間設(shè)有轉(zhuǎn)子側(cè)軸承外圈(4r)和定子側(cè)軸承外圈(4s)以及各一軸承內(nèi)圈(4i)，所述裝置包括用于連接所述電機(jī)(M)的電子連接設(shè)備，其中設(shè)有補(bǔ)償配置(20)，以便將所述軸承外圈(4r,4s)和各自所對(duì)應(yīng)的所述軸承內(nèi)圈(4i)上的軸承電壓的電位(U_LA?定子)調(diào)整至同樣的值。本實(shí)用新型能夠有效減小或徹底抑制非期望的軸承電壓以及由此而產(chǎn)生的軸承電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于減小電機(jī)如EC電機(jī)中非期望的軸承電壓的裝置和電機(jī)。

背景技術(shù)

目前，變速電機(jī)主要由電壓中間電路變換器供電。然而，通過(guò)電壓中間電路變換器進(jìn)行供電會(huì)產(chǎn)生軸承電壓，而這又會(huì)致使電機(jī)的軸承中產(chǎn)生軸承電流。對(duì)于具有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的電機(jī)來(lái)說(shuō)，軸承中的這種電流會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損壞直至完全失效。

作為補(bǔ)救，以往使用電流絕緣或者說(shuō)電絕緣的軸承，例如外圈上具有陶瓷絕緣的軸承或具有陶瓷滾動(dòng)體的混合軸承。但由于這些軸承很貴，這樣一種解決方案并非是適用于批量制造的理想解決方案。

由現(xiàn)有技術(shù)已知其他的補(bǔ)救措施。公開(kāi)案EP 1 445 850 A1和DE 10 2004 016738 B3提出使用用于保護(hù)電機(jī)軸承的裝置，該裝置設(shè)有可產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償軸承中的干擾電流的補(bǔ)償配置或補(bǔ)償裝置。

用脈沖控制逆變器為電機(jī)供電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電容耦合軸承電壓。通過(guò)逆變器的被接通的脈沖波形，逆變器輸出端上產(chǎn)生以逆變器的開(kāi)關(guān)頻率躍變的對(duì)地共模電壓(CMV)。

DE 20 2015 103902 U研究的是由此而產(chǎn)生的問(wèn)題，即，在軸承內(nèi)圈和軸承外圈與在絕緣油膜上運(yùn)動(dòng)的軸承滾珠之間形成電壓。如果由于油膜的絕緣強(qiáng)度不夠或者說(shuō)由于軸承電壓過(guò)高而導(dǎo)致絕緣被擊穿，油膜電容和整體結(jié)構(gòu)中其他的并聯(lián)寄生電容就會(huì)放電，并且軸承內(nèi)圈與軸承外圈之間會(huì)發(fā)生電荷載流子的平衡(electric discharge machining，放電加工)，這可能會(huì)損傷軸承。

為此，DE 20 2015 103902 U建議設(shè)置一電容，該電容經(jīng)選擇而明顯大于網(wǎng)絡(luò)其余部分中以寄生方式形成的電容器。基于這項(xiàng)措施，定子在相關(guān)的頻率范圍內(nèi)幾乎與地電位(GND)連接。地電位與保護(hù)線(xiàn)之間的連接主要通過(guò)安裝在EMV濾波器中的Y-電容器而建立。對(duì)于那些PWM頻率(PWM Taktung)會(huì)引發(fā)軸承電壓的頻率范圍而言，上述連接由于EMV濾波器的電容較大而幾乎可被視作短路。盡管如此，所存在的其他電容仍會(huì)使軸承外圈和轉(zhuǎn)子或與轉(zhuǎn)子導(dǎo)電連接的軸承內(nèi)圈上形成電壓，因此，DE 20 2015 103902 U提出的解決方案只是部分解決了本實(shí)用新型所面對(duì)的技術(shù)難題。

進(jìn)一步地，假設(shè)定子在相關(guān)頻率范圍內(nèi)的連接存在于地電位上。在此情況下，對(duì)于定子側(cè)軸承的軸承外圈上的電壓來(lái)說(shuō)，繞組與軸承外圈之間的寄生電容與軸承外圈與定子之間的寄生電容之比是至關(guān)重要的。在此，繞組與軸承外圈之間的寄生電容與軸承外圈與定子之間的電容之比典型地為1:1至1:5。如果假設(shè)轉(zhuǎn)子上不存在其他電容，就會(huì)產(chǎn)生大小約為軸承外圈上的中間電路電壓的16％-50％的電位。

對(duì)于轉(zhuǎn)子側(cè)軸承外圈的電位來(lái)說(shuō)，繞組與轉(zhuǎn)子側(cè)軸承外圈之間的電容以及定子與轉(zhuǎn)子側(cè)軸承外圈之間的電容是重要的。其基本比例與定子側(cè)軸承上的基本比例相似。

轉(zhuǎn)子上的電位主要取決于繞組與轉(zhuǎn)子之間的電容比，以及取決于轉(zhuǎn)子的對(duì)地電容或轉(zhuǎn)子相對(duì)于保護(hù)線(xiàn)電位的電容，并且取決于轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的電容。定子側(cè)軸承和轉(zhuǎn)子側(cè)軸承的電容以及其他更小的寄生電容使得上述電位進(jìn)一步失諧。如果軸承外圈與軸承內(nèi)圈或與軸承內(nèi)圈導(dǎo)電連接的轉(zhuǎn)子之間存在的電壓超過(guò)工作面與滾珠之間的潤(rùn)滑膜的絕緣強(qiáng)度，就會(huì)造成擊穿并導(dǎo)致工作面變得粗糙。

實(shí)用新型內(nèi)容