CN112186975B - 一种电机轴电流消除结构及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机轴电流消除结构及电机；所述轴电流消除结构包括：第一导流组件和第二导流组件中的至少一个；第一导流组件包括第一主体和第一导电部件；第一主体设置于电机的传动端端盖；第一导电部件设置于所述第一主体，且所述第一导电部件与电机转轴面接触；第二导流组件包括导流盖、第二主体和第二导电部件。导流盖设置于电机的非传动端端盖；第二主体位于所述导流盖内，且所述第二主体的一端与电机转轴相连；第二导电部件设置于所述第二主体的另一端，且所述第二导电部件与所述导流盖相接触。本发明使得轴电流从转轴、传动端端盖、非传动端端盖、流组件经过电机机座上的接地线将轴电流导出，避免了轴电流流经轴承造成轴承电腐蚀。

Description

一种电机轴电流消除结构及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是指一种电机轴电流消除结构及电机。

背景技术

对于采用变频供电的电机，电机轴承腐蚀产生机理有多种，造成电腐蚀的电流形式主要有两种分别如下：(1)由于变频驱动系统产生的共模电压通过电机中的分布参数(如电机定子、转子、转轴间的寄生电容等)耦合到轴承油膜上，形成共模电压的镜像，即轴电压。当电压足够高时，会击穿油膜产生放电，瞬时放电电流造成EDM(电火花加工)效应，最终导致轴承电腐蚀。(2)变频电机的高频磁通不对称，在转轴-轴承-电机外壳回路产生高频回路电流，频率从kHz到Mhz，此类轴电流对风力发电机等大型电机影响很大。

目前消除电机轴电压的方法有两种，一种是电机的两个轴承至少有一个是绝缘的，它可以阻止轴电流对轴承的损害；另一种是在电机内设有毛碳刷，通过毛碳刷将轴电流疏导出去而保护轴承不受损害。

对于目前电机的轴电流，传统安装绝缘轴承或设置毛碳刷的方法有以下问题，前者在使用中存在的不足是制作成本高，会降低产品的竞争力，另外即使采用绝缘轴承，在高频电压的作用下，仍然存在轴电流，从而腐蚀电机轴承；后者在使用中存在的不足是，毛碳刷在使用过程中会掉落碳粉，在遇到外界粉尘或泥沙时毛碳刷的绝缘电阻增加，导电性变差，并且毛碳刷体积大，易随着时间的加长而脱落，影响轴电流的消除效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种电机轴电流消除结构及电机，能够有效消除电机轴电流，且结构紧凑简单、成本较低、便于维护。

基于上述目的，本发明提供了一种电机轴电流消除结构，包括：第一导流组件和第二导流组件中的至少一个；其中，

所述第一导流组件，包括：

第一主体，设置于电机的传动端端盖；

第一导电部件，设置于所述第一主体，且所述第一导电部件与电机转轴面接触；

所述第二导流组件，包括：

导流盖，设置于电机的非传动端端盖；

第二主体，位于所述导流盖内，且所述第二主体的一端与电机转轴相连；

第二导电部件，设置于所述第二主体的另一端，且所述第二导电部件与所述导流盖相接触。

在一些实施方式中，所述第一主体，包括：一对导流支架；一对所述导流支架均为半圆环形，且与电机转轴同轴设置；所述第一导电部件设置于所述导流支架的内弧面，且所述第一导电部件的形状与电机转轴的轴面相适应。

在一些实施方式中，所述导流支架设置有至少一个螺纹连接孔，所述螺纹连接孔用于将所述导流支架螺纹连接至电机的传动端端盖。

在一些实施方式中，当所述螺纹连接孔的数量为多个时，多个所述螺纹连接孔沿所述导流支架的周向均匀分布。

在一些实施方式中，所述第二主体，包括：导流座；所述导流座为圆柱形；所述导流座沿轴向的一端与电机转轴的轴端相连，所述导流座沿轴向的另一端设置所述第二导电部件。

在一些实施方式中，所述第二导电部件为圆柱形，且大小与所述导流座沿轴向的另一端相适应。

在一些实施方式中，所述导流座沿轴向的一端设置有螺纹连接部，所述螺纹连接部用于将所述导流座沿轴向的一端螺纹连接至电机转轴的轴端。

在一些实施方式中，所述导流盖的形状为圆形，且与电机转轴同轴设置；所述导流盖的轴心位置与所述第二导电部件相接触。

在一些实施方式中，所述第一导电部件、第二导电部件的材质均为导电纤维。

基于同一发明构思，本发明还提供一种电机，包括以上任意一项所述的电机轴电流消除结构。

从上面所述可以看出，本发明提供的电机轴电流消除结构及电机，通过轴电流消除结构设置，使得轴电流原本从轴承、转轴、传动端端盖、非传动端端盖和电机机座之间流过，变成轴电流从转轴、电流消除结构、传动端端盖、非传动端端盖被引导至电机机座上的接地线，从而将轴电流导出，避免了轴电流流经轴承造成轴承电腐蚀，延长轴承使用寿命，提高电机可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电机轴电流消除结构剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的第一导流组件的剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

在现有技术中电机包括机座，机座的两端分别设置传动端端盖和非传动端端盖，它们形成的腔体用于容置定子、转子和轴承等部件。轴承套摄于转轴的两端，转轴的一端设置于非传动端端盖，转轴的另一端贯穿传动端端盖并延伸至腔体外部。

目前的轴电流会经过传动端端盖、非传动端端盖、电机机座、轴承和转轴。电机定子、转子和轴间寄生电容会耦合到轴承的油膜上，形成轴电压，轴电压足够高时形成瞬时的放电电流造成EDM(电火花加工)效应，会导致轴承的电腐蚀。

本发明提供的一种电机轴电流消除结构及电机，其中，电机轴电流消除结构包括第一导流组件和第二导流组件中至少一个；

其中所述第一导流组件，包括：

第一导电部件，且第一导电部件与电机转轴面接触并将轴电流引导至第一导电部件。在本实施例中，第一导电部件的材料可为导电纤维。第一导电部件的形状可根据需要任意设定和选择，可以是规则的形状，也可以不是规则形状，规则形状例如可以是方形、圆形等。第一导电部件的数量也可根据需要任意选择，例如可以是1个、2个、3个等。当所述第一导电部件的数量不止一个时，多个所述第一导电部件可沿电机转轴周向均匀分布，也可根据需要灵活设置。

所述第一导电部件与所述电机转轴接触面积越大，轴电流引导效果越好。但是由于所述第一导电部件与所述电机转轴之间存在摩擦力，接触面积越大，所述第一导电部件对所述电机转轴的阻力越大。所以在具体使用中可根据需要灵活设置所述第一导电部件与所述电机转轴的接触面积。

同时第一导电部件的材料为导电纤维，第一导电部件与电机转轴为软接触，可以有效的吸收震荡，减缓对轴承的冲击及磨损，同时降低噪音。

第一主体，设置于电机的传动端端盖且第一主体用于承载所述第一导电部件，并将轴电流从第一导电部件引导至传动端端盖。第一主体的形状与第一导电部件相适应以使第一主体能承载第一导电部件。但是在其它一些等同实施例中，第一主体的形状可以选规则的形状，也可不是规则形状。第一主体的数量与第一导电部件一致。第一主体在电机的传动端端盖的设置位置与第一导电部件相适应。第一主体可通过紧固件如螺栓、螺柱、螺钉等固定于传动端端盖，也可通过焊接、粘结等方式固定于传动端端盖。第一导电部件可通过粘结、焊接等方式固定于第一主体。

所述第二导流组件，包括：

导流盖，设置于电机的非传动端端盖，导流盖的形状可为规则的圆形、方形，也可为不规则的形状。可通过焊接或者紧固件将导流盖固定于非传动端端盖。导流盖与非传动端端盖可形成密闭的腔室或者半封闭的腔室。导流盖用于将轴电流从第二导电部件引导至非传动端端盖。

第二主体；位于所述导流盖内，且所述第二主体的一端与电机转轴相连，所述第二主体用于将轴电流从电机转轴引导至所述第二主体。所述第二主体可与所述电机转轴为一体成型结构；所述第二主体也可通过紧固件螺栓、螺柱、螺钉等固定于所述电机转轴；或者通过焊接的方式将所述第二主体固定于所述电机转轴。所述第二主体的形状和数量可根据需要选择。

第二导电部件，设置于所述第二主体的另一端，用于将轴电流从所述第二主体引导至第二导电部件。所述第二导电部件可通过焊接或者粘结的方式固定于所述第二主体的另一端。所述第二导电部件与所述导流盖相接触，用于将轴电流从第二导电部件传导至所述导流盖。所述第二导电部件与所述导流盖距离越近，轴电流传导效果越好，但是所述第二导电部件与所述导流盖的摩擦力越大，具体使用过程中可根据需要灵活选择。

由上述实施例可见，在安装至少一个第一导流组件和第二导流组件之后，由于第一导流组件和第二导流组件的电阻非常小。使得原本从传动端端盖、非传动端端盖、电机机座、轴承和转轴之间流过的轴电流，变成从转轴、传动端端盖、非传动端端盖、第一导流组件和第二导流组件中的至少一个经过电机机座上的接地线，将轴电流导出。避免了轴电流流经轴承造成轴承电腐蚀，延长轴承使用寿命，提高电机可靠性。

同时第一导流组件将转轴与传动端端盖实现电连接；第二导流组件将轴与非传动端端盖实现电连接。转轴、传动端端盖、非传动端端盖和机座形成一个等势体，即使在风力发电机的大电机上，也可以有效解决轴电势产生的轴电流，也避免轴电流流入与电机相连的齿轮箱，造成齿轮箱腐蚀。

作为一个更加具体的实施例，参考图1和图2，所述第一主体包括一对导流支架3，一对导流支架3均为半圆环形。在本实施例中，一对导流支架3为两个半圆环相对合设计，便于拆装。同时对称的圆环结构，更加有利于轴电流的导出。一对导流支架3与电机转轴1同轴设置于传动端端盖4上，以将轴电流从第一导电部件10上经过传动端端盖4引导至电机机座5的接地线。

在其它一些等同的实施例中，一对导流支架3可为一体式成型结构；或者导流支架3可为1/4圆环结构，由4个导流支架3相对合成为一个圆环状导流支架。

所述第一导电部件10设置于所述导流支架3的内弧面，且所述第一导电部件10的形状与电机转轴1的轴面相适应。在本实施例中，第一导电部件10也为圆环形，且第一导电部件10的外径略小于或等于所述导流支架3的内径，第一导电部件10的内径略大于或等于转轴1的外径以使第一导电部件10与电机转轴1有较好的接触。在其他一些实施例中，第一导电部件10的形状可根据转轴1的形状改变。

导流支架3设置有至少一个螺纹连接孔11，当螺纹连接孔11的数量为多个时，多个所述螺纹连接孔11沿导流支架3的轴向均匀分布，均匀分布有助于导流支架3受力均匀，在其它一些实施例中可根据需要自主选择。

在本实施例中，通过螺纹连接孔11和螺栓2配合将导流支架3固定在非传动端端盖4上。在其它一些实施例中可通过螺柱、螺钉等于螺纹连接孔配合。

第二主体包括导流座7，在本实施例中，导流座7为圆柱形。导流座7的一端设置有螺纹连接部，旋转轴1的一端设置有与导流座7相适配的螺纹连接孔。螺纹连接部与螺纹连接孔螺纹连接以使导流座7固定于旋转轴1的一端。当导流座7为多个时，多个导流座7沿旋转轴1的轴向均匀分布。

第二导电部件6为圆柱形，第二导电部件6同轴设置于导流座7沿轴向的另一端。第二导电部件6的底面面积等于导流座7的底面面积。

在其它一些等同的实施例中，导流座7沿轴向的另一端设置有圆柱形的底座，底座的底面积稍大于导流座7的底面积。这时第二导电部件6同轴设置于底座上，且第二导电部件6的底面积等于底座的底面积。

导流盖8的形状为圆形，且与电机转轴1同轴设置与非传动端端盖9上，以将轴电流通过非传动端端盖9引导至电机机座5的接地线上。当第二导电部件6个数为一个时，导流盖8的轴心位置与第二导电部件6相接触。当第二导电部件6的个数为多个时，多个第二导电部件6沿导流盖8的轴心均匀分布。

在本实施例中，第一导电部件10和第二导电部件6的材质为导电纤维。导电纤维具体的可为金属纤维、炭黑系纤维、导电型金属化合物纤维和导电高分子型纤维。

基于同一发明构思，本发明还提供一种电机，包括如上任意实施例提供的电机轴电流消除结构。

由于本实施例的电机应用了如上任意实施例提供的电机轴电流消除结构，避免了轴电流流经轴承造成轴承电腐蚀，延长轴承使用寿命，提高电机可靠性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电机轴电流消除结构，其特征在于，包括：第一导流组件和第二导流组件；其中，

所述第一导流组件，包括：

第一主体，设置于电机的传动端端盖；

第一导电部件，设置于所述第一主体，且所述第一导电部件与电机转轴面接触；

所述第二导流组件，包括：

导流盖，设置于电机的非传动端端盖；

第二主体，位于所述导流盖内，且所述第二主体的一端与电机转轴相连；

第二导电部件，设置于所述第二主体的另一端，且所述第二导电部件与所述导流盖相接触；

其中，所述第二主体，包括：导流座；所述导流座为圆柱形；所述导流座沿轴向的一端与电机转轴的轴端相连，所述导流座沿轴向的另一端设置所述第二导电部件；

其中，所述第二导电部件为圆柱形，且大小与所述导流座沿轴向的另一端相适应；

其中，所述电机转轴、所述传动端端盖、所述非传动端端盖和电机机座形成一个等势体。

2.根据权利要求1所述的电机轴电流消除结构，其特征在于，所述第一主体，包括：一对导流支架；一对所述导流支架均为半圆环形，且与电机转轴同轴设置；所述第一导电部件设置于所述导流支架的内弧面，且所述第一导电部件的形状与电机转轴的轴面相适应。

3.根据权利要求2所述的电机轴电流消除结构，其特征在于，所述导流支架设置有至少一个螺纹连接孔，所述螺纹连接孔用于将所述导流支架螺纹连接至电机的传动端端盖。

4.根据权利要求3所述的电机轴电流消除结构，其特征在于，当所述螺纹连接孔的数量为多个时，多个所述螺纹连接孔沿所述导流支架的周向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的电机轴电流消除结构，其特征在于，所述导流座沿轴向的一端设置有螺纹连接部，所述螺纹连接部用于将所述导流座沿轴向的一端螺纹连接至电机转轴的轴端。

6.根据权利要求5所述的电机轴电流消除结构，其特征在于，所述导流盖的形状为圆形，且与电机转轴同轴设置；所述导流盖的轴心位置与所述第二导电部件相接触。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的电机轴电流消除结构，其特征在于，所述第一导电部件、第二导电部件的材质均为导电纤维。

8.一种电机，其特征在于，包括：如权利要求1至7任意一项所述的电机轴电流消除结构。

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