CN114629307A - 防止电机轴承电腐蚀的电刷装置及电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种防止电机轴承电腐蚀的电刷装置及一种包括该电刷装置的电机。该电刷装置包括电机转轴、电机壳体、球体、电刷组件和接地支架，电机转轴的一端内部中空形成有凹腔，球体设于凹腔内并与电机转轴相接触，接地支架与电机壳体相连接，电刷组件的一端与接地支架相连接，且另一端抵接于球体上；电机转轴、球体、电刷组件、接地支架和电机壳体依次相连构成导电路径，使电机转轴与电机壳体之间形成等电位。通过构建电机转轴‑球体‑电刷组件‑接地支架‑电机壳体的导电路径实现电机转轴与电机壳体之间的等电位设计，由此实现防止电机轴承产生电腐蚀失效，具有整体结构简单有效、成本低廉的优点。

Description

防止电机轴承电腐蚀的电刷装置及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种防止电机轴承电腐蚀的电刷装置及一种包括该电刷装置的电机。

背景技术

变频驱动的电机在使用变频器系统供电时会产生高频的共模电压，这个电压会在电机转轴和电机壳体之间形成电势差，又因电机转轴与电机壳体之间的轴承为了润滑加有绝缘性质的润滑油，导致该电势差无处释放，共模电压通过杂散电容在轴承内、外圈之间形成轴电压，当轴电压大于轴承电容能承受的最大电压时，轴电压容易击穿轴承的润滑油膜放电产生轴电流，放电过程中会导致轴承内、外圈滚道上形成凹坑，并由于运行过程中轴承的振动最终出现搓衣板纹路的形貌，导致轴承NVH(噪声、振动与声振粗糙度)变差，甚至缩短轴承使用寿命。因此，解决轴承电腐蚀对电机的使用寿命和可靠性具有重要意义。现有的方案如陶瓷球轴承、碳纤维电刷等虽然也可以有效防止轴承电腐蚀的发生，但相对的成本较高昂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，包括电机转轴、电机壳体、球体、电刷组件和接地支架，电机转轴的一端内部中空形成有凹腔，球体设于凹腔内并与电机转轴相接触，接地支架与电机壳体相连接，电刷组件的一端与接地支架相连接，且另一端抵接于球体上；电机转轴、球体、电刷组件、接地支架和电机壳体依次相连构成导电路径，使电机转轴与电机壳体之间形成等电位。

优选地，电机壳体的内部侧壁上形成有一座孔，电机转轴设有凹腔的一端伸入座孔内，且座孔的内周侧壁与电机转轴的外周侧壁之间通过旋转密封件密封，接地支架的一端与电机壳体的外部侧壁密封连接，且另一端穿过电机壳体和座孔并伸入凹腔内。

优选地，接地支架与电机壳体的外部侧壁之间通过密封垫密封。

优选地，接地支架的一端与电机壳体的内部侧壁相连接，且另一端伸入电机转轴的凹腔内，凹腔的内周侧壁与接地支架的外周侧壁之间通过旋转密封件密封。

优选地，球体采用钢球，钢球的表面经过镜面抛光处理。

优选地，球体与电机转轴的凹腔之间过盈配合。

优选地，接地支架内部贯通形成安装孔，电刷组件设于安装孔内。

优选地，电刷组件包括螺钉、电刷、刷辫和弹簧，螺钉与接地支架螺纹配合连接，电刷与螺钉之间通过刷辫导电连接，弹簧弹性顶压于螺钉与电刷之间并将电刷紧压在球体上。

本发明还提供一种电机，包括如上所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，通过构建电机转轴-球体-电刷组件-接地支架-电机壳体的导电路径实现电机转轴与电机壳体之间的等电位设计，由此实现防止电机轴承产生电腐蚀失效，具有整体结构简单有效、成本低廉的优点。

附图说明

图1是本发明实施例的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置一种实施方式的剖面结构示意图。

图2是本发明实施例的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置另一种实施方式的剖面结构示意图。

图3是本发明实施例的防止电机轴承电腐蚀中，电刷组件的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 电机转轴

11 凹腔

2 电机壳体

21 内部腔体

22 座孔

3 球体

4 电刷组件

41 螺钉

42 电刷

43 刷辫

44 弹簧

5 接地支架

51 安装孔

6 旋转密封件

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图3所示，本发明的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置的一种实施例。

参见图1和图2，本实施例的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置包括电机转轴1、电机壳体2、球体3、电刷组件4和接地支架5。

其中，电机转轴1的一端内部中空形成有凹腔11，在一种较佳地实施方式中，电机转轴1的内部可以是沿轴向贯通，则凹腔11即为电机转轴1的内部轴向贯通孔。

电机壳体2内部中空形成内部腔体21，电机转轴1设置在电机壳体2内部的内部腔体21内，并且，电机转轴1通过轴承可转动地支撑在电机壳体2内。

球体3设于电机转轴1的凹腔11内，并且，球体3与电机转轴1相接触。较佳地，球体3与电机转轴1的凹腔11之间过盈配合，使得球体3固定安装在电机转轴1的凹腔11内并与电机转轴1保持接触。

接地支架5与电机壳体2相连接，电刷组件4的一端与接地支架5相连接，电刷组件4的另一端抵接于球体3上。电机转轴1、球体3、电刷组件4、接地支架5和电机壳体2依次相连构成导电路径，电机转轴1因共模电压和轴电流产生的电荷可以从该导电路径流过，使得电机转轴1与电机壳体2之间形成等电位，从而可防止电机轴承产生电腐蚀失效。

本实施例的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，通过构建电机转轴1-球体3-电刷组件4-接地支架5-电机壳体2的导电路径实现电机转轴1与电机壳体2之间的等电位设计，由此实现防止电机轴承产生电腐蚀失效，具有整体结构简单有效、成本低廉的优点。

本实施例中，球体3具有导电性能。较佳地，球体3可以采用钢球，钢球的表面优选经过镜面抛光处理，可以减小与球体3相抵接的电刷组件4的磨损以及电机的摩擦损耗，有利于延长电机的使用寿命和可靠性。

本实施例中，接地支架5与电机壳体2的装配方式有以下两种。

参见图1，在一种实施方式中，电机壳体2的内部侧壁上形成有一座孔22，座孔22与电机转轴1优选为同轴设置。电机转轴1设有凹腔11的一端伸入座孔22内，且座孔22的内周侧壁与电机转轴1的外周侧壁之间通过旋转密封件6密封。接地支架5的一端位于电机壳体2的外部并与电机壳体2的外部侧壁密封连接，接地支架5与电机壳体2的外部侧壁之间优选通过密封垫密封。接地支架5与电机壳体2的外部侧壁之间可以通过螺栓机械连接固定，在接地支架5与电机壳体2的外部侧壁之间可以设置密封垫进行密封，也可以填充密封胶进行密封。接地支架5的另一端穿过电机壳体2和座孔22并伸入凹腔11内。电刷组件4设于接地支架5内部，电刷组件4的一端固定安装在接地支架5内部，电刷组件4的另一端抵接于球体3上。由此，通过接地支架5与电机壳体2的外部侧壁的密封连接实现了接地支架5与电机壳体2内部腔体21的静态密封，通过在座孔22的内周侧壁与电机转轴1的外周侧壁之间设置旋转密封件6实现了电刷组件4与电机壳体2内部腔体21的动态密封，通过密封可以避免电刷组件4磨损的磨屑进入电机壳体2内部腔体21内接触到带电的定子总成而影响到电机系统的绝缘性能，有利于延长电机的使用寿命和可靠性。同时，将接地支架5的一端安装在电机壳体2的外部侧壁上，可以从外部直接更换逐渐磨损的电刷组件4，也有利于延长电机的使用寿命和可靠性。

参见图1，在另一种实施方式中，接地支架5的一端与电机壳体2的内部侧壁相连接，接地支架5的另一端伸入电机转轴1的凹腔11内，凹腔11的内周侧壁与接地支架5的外周侧壁之间通过旋转密封件6密封。电刷组件4设于接地支架5内部，电刷组件4的一端固定安装在接地支架5内部，电刷组件4的另一端抵接于球体3上。由此，将接地支架5的一端安装固定在电机壳体2的内部侧壁上，不再需要两者之间的静态密封；通过在凹腔11的内周侧壁与接地支架5的外周侧壁之间设置旋转密封件6实现了电刷组件4与电机壳体2内部腔体21的动态密封，可以避免电刷组件4磨损的磨屑进入电机壳体2内部腔体21内接触到带电的定子总成而影响到电机系统的绝缘性能，有利于延长电机的使用寿命和可靠性。

本实施例中，参见图1和图2，优选地，接地支架5内部贯通形成安装孔51，电刷组件4设于安装孔51内。

参见图3，优选地，电刷组件4包括螺钉41、电刷42、刷辫43和弹簧44，螺钉41与接地支架5螺纹配合连接，电刷42与螺钉41之间通过刷辫43导电连接，弹簧44弹性顶压于螺钉41与电刷42之间，拧紧螺钉41可以通过弹簧44将电刷42紧压在球体3上，使得电刷42与球体3保持抵接接触。参见图1和图2，较佳地，电刷组件4的螺钉41、电刷42、刷辫43和弹簧44均容置于接地支架5内部的安装孔51内，接地支架5内部的安装孔51与电机转轴1同轴设置，螺钉41位于安装孔51远离球体3的一端内并与安装孔51螺纹配合连接，电刷42则位于安装孔51靠近球体3的一端，且电刷42远离螺钉41的一端伸出安装孔51而抵接在球体3上。

基于上述防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，本实施例还提供一种电机，本实施例的电机包括本实施上述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，包括电机转轴(1)、电机壳体(2)、球体(3)、电刷组件(4)和接地支架(5)，所述电机转轴(1)的一端内部中空形成有凹腔(11)，所述球体(3)设于所述凹腔(11)内并与所述电机转轴(1)相接触，所述接地支架(5)与所述电机壳体(2)相连接，所述电刷组件(4)的一端与所述接地支架(5)相连接，且另一端抵接于所述球体(3)上；所述电机转轴(1)、所述球体(3)、所述电刷组件(4)、所述接地支架(5)和所述电机壳体(2)依次相连构成导电路径，使所述电机转轴(1)与所述电机壳体(2)之间形成等电位。

2.根据权利要求1所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述电机壳体(2)的内部侧壁上形成有一座孔(22)，所述电机转轴(1)设有所述凹腔(11)的一端伸入所述座孔(22)内，且所述座孔(22)的内周侧壁与所述电机转轴(1)的外周侧壁之间通过旋转密封件(6)密封，所述接地支架(5)的一端与所述电机壳体(2)的外部侧壁密封连接，且另一端穿过所述电机壳体(2)和所述座孔(22)并伸入所述凹腔(11)内。

3.根据权利要求2所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述接地支架(5)与所述电机壳体(2)的外部侧壁之间通过密封垫密封。

4.根据权利要求1所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述接地支架(5)的一端与所述电机壳体(2)的内部侧壁相连接，且另一端伸入所述电机转轴(1)的所述凹腔(11)内，所述凹腔(11)的内周侧壁与所述接地支架(5)的外周侧壁之间通过旋转密封件(6)密封。

5.根据权利要求1所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述球体(3)采用钢球，所述钢球的表面经过镜面抛光处理。

6.根据权利要求1所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述球体(3)与所述电机转轴(1)的所述凹腔(11)之间过盈配合。

7.根据权利要求1所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述接地支架(5)内部贯通形成安装孔(51)，所述电刷组件(4)设于所述安装孔(51)内。

8.根据权利要求1所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置，其特征在于，所述电刷组件(4)包括螺钉(41)、电刷(42)、刷辫(43)和弹簧(44)，所述螺钉(41)与所述接地支架(5)螺纹配合连接，所述电刷(42)与所述螺钉(41)之间通过所述刷辫(43)导电连接，所述弹簧(44)弹性顶压于所述螺钉(41)与所述电刷(42)之间并将所述电刷(42)紧压在所述球体(3)上。

9.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的防止电机轴承电腐蚀的电刷装置。

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