CN115603519A - 适用电机的降轴电压结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用电机的降轴电压结构，是组装在一电机上，该电机具有一轴承座是与一转子轴心相枢设，该降轴电压结构包括一导电本体、至少一导电轴承及一导电轴心，该导电本体设在该轴承座的底部，且具有一导电轴筒凸设在该导电本体的中央处，该导电轴筒具有一轴接孔内设置有该导电轴承，该导电轴心具有一连接端及一枢接端分别连接该转子轴心及该轴接孔，借由该导电轴心引导该转子轴心上的一轴电压释放在该导电本体与该导电轴承及该轴承座之间形成一闭合回路，以有效达到降低轴电压的效果。

Description

适用电机的降轴电压结构

技术领域

本发明涉及一种降轴电压结构，尤其是指一种适用于电机的降轴电压结构。

背景技术

由于电子换向(Electrical Commutation，EC)风扇具备电机效率佳及节能特性，所以EC风扇逐渐取代传统直流(DC)风扇或交流(AC)风扇，并应用在各种电子设备(例如服务器、运算中心机柜或通讯设备)中。

请参阅图1，EC风扇的该电机1(马达)包含一定子12、一转子13及一轴承座14，该定子12由一硅钢片组121及一线圈组122是缠绕在该硅钢片组121上，该硅钢片组121套设在该轴承座14的外侧，该轴承座14内具有一轴承孔141是放置两个转子轴承15(例如滚珠轴承)。该转子13包含一具有复数叶片1311的扇轮131及一转子轴心132是枢设在该轴承座14的轴承孔141中，该扇轮131罩设在该轴承座14的定子12外围，且其内设有一磁性件132是与该定子12的该硅钢片组121相对应设置。并在该轴承座14上更设有一电路板16，该电路板16设有一交流转直流转换器161及一马达控制电路162是分别电性连接该交流转直流转换器161及该定子12的该线圈组122。当EC风扇1在运转时，通过该交流转直流转换器161将输入的一交流电压转换成一直流电压传送至该电机11的定子12的线圈组122，并通过该马达控制电路122控制该扇轮131运转。

但EC风扇1在运转过程中却延伸出一个问题，就是因该定子12的该硅钢片组121的扇形冲压硅钢片及迭装及其内设置的硅钢片槽(孔)等因素存在造成磁路中有不平衡磁阻，以及该定子12与转子13间的气隙也不均匀，这些造成该电机11的定子12磁场发生不平衡，使在该转子轴心132周遭有交变磁通切割该转子轴心132，导致该转子轴心132上产生感应电压(如下称轴电压)，当轴电压大到可以贯穿(击穿)该转子轴承15内不导电的润滑油油膜时，会导致该转子轴心132与转子轴承15形成金属接触导通，令所述轴电压通过该转子轴心132与该转子轴承15及轴承座14形成一闭合回路(如图1的实线箭头，且这些箭头也表示在闭合回路的轴电流18)，且在轴电压的作用下产生的轴电流18由该转子轴心132经该转子轴承15放电产生高温，便会使润滑油的油质快速劣化导致该转子轴承15发热烧毁或发生严重的电腐蚀而损坏，例如转子轴承15的表面金属熔化形成凹坑如同腐蚀斑，造成该转子轴承15的寿命急遽减短及电机11寿命下降的问题。此外，还有其他原因前述EC风扇1也会产生轴电压，例如若EC风扇1放置在周遭有较多的高压设备环境时，在强电场的作用下，该转子轴心132上的两端会受到静电感应产生轴电压造成转子轴承15损坏。

所以目前业者解决上述EC风扇1的轴电压问题有如下做法:一、在该转子轴承15外环加一个绝缘垫圈，切断在该转子轴心132两端的感应电压，进而切断该轴电流18的回路使其不能闭合，但此缺点就是在该绝缘垫圈在长时间使用下会有油污、老化及磨损等因素而导致绝缘性能失效；二、该转子轴承15使用绝缘油膜，可是却会造成整体成本提高；三、该转子轴心132的轴表面作绝缘处理，例如转子轴心表面镀陶瓷、TA-C纳米材料或陶质轴，但会造成整体成本提高及目前工艺技术仍不成熟待须克服；四、电机11做碳刷接地，但碍于该电机11内的空间有限无法安装，且不仅成本高及寿命周期缩短的问题。

是以，要如何解决上述EC风扇1的轴电压的问题与缺失，即为本发明的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种可达到降低轴电压及降低成本的适用电机的降轴电压结构。

本发明的另一目的是在于提供一种通过一降轴电压结构切断该电机上的一转子轴心两端的感应电压的回路，借以避免该电机的一转子轴承受到烧毁或电腐蚀的功效。

为达上述目的，本发明提供一种适用电机的降轴电压结构，是组装在一电机上，该电机具有一轴承座是与一转子轴心相枢设，其特征在于，该降轴电压结构包括：

一导电本体，设在该轴承座的底部，且具有一导电轴筒，该导电轴筒凸设在该导电本体的中央处，该导电轴筒具有一轴接孔；

至少一导电轴承，设在该轴接孔内；及

一导电轴心，具有一连接端及一枢接端，该连接端及枢接端分别连接该转子轴心及该轴接孔，借由该导电轴心引导该转子轴心上的一轴电压释放在该导电本体与该导电轴承及该轴承座之间形成一闭合回路。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该导电本体具有一结合部凸伸设在该导电本体上，且位于该导电轴筒与该导电本体的外缘之间。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该导电轴承为一具有导电润滑油的滚珠轴承。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该导电轴承具有一导电外环、一导电内环、复数滚动件及一导电润滑油，该复数滚动件及该导电润滑油是被封闭在该导电外环与该导电内环之间，该导电外环与该导电轴筒的该轴接孔的内壁相接触。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：还包含一导电弹性件，设在该导电轴承与该导电轴筒的底部之间。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该轴承座具有一轴筒，该轴筒从该轴承座的中央处向外凸伸，该轴筒具有一轴承孔及一对接孔，该轴承孔及对接孔设在该轴筒的底部与该轴承孔相对应设置，该轴承孔内设有至少一转子轴承，该转子轴承与该转子轴心的一端相枢设，该对接孔与该导电本体的该结合部相连接。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该转子轴心的一端具有一凹槽，该凹槽凹设在该转子轴心的一端的底侧与对应该导电轴心的该连接端相接。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该电机为一风扇马达。

所述的适用电机的降轴电压结构，其中：该导电本体及该轴承座的材质为金属材质。

借由本发明该导电轴心引导该转子轴心上的一轴电压释放在该导电本体与该导电轴承及该轴承座之间形成一闭合回路，借以有效达到降低该转子轴心上的轴电压，进而有效达到保护该电机上的一转子轴承受到电腐蚀的功效。

附图说明

图1为习知的电机的剖面及轴电流闭合路径示意图。

图2为本发明的电机的剖面及轴电流闭合路径的示意图。

图3为本发明的降轴电压结构的立体分解示意图。

图4为本发明的降轴电压结构的组合剖面示意图。

附图标记说明：降轴电压结构-2；导电本体-21；导电轴筒-211；轴接孔-212；结合部-213；导电轴承-22；导电外环-221；导电内环-222；滚动件-223；导电润滑油-224；导电轴心-23；连接端-231；枢接端-232；导电弹性件-24；紧固件-25；电机-3；定子-31；硅钢片组-311；线圈组-312；转子-32；扇轮-321；叶片-3211；转子轴心-322；凹槽-3221；磁性件-323；轴承座-33；轴筒-331；轴承孔-3311；对接孔-3312；转子轴承-34；电路板-35；交流转直流转换器-351；马达控制电路-352；轴电流-4。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附附图的较佳实施例予以说明。

本发明提供一种适用电机的降轴电压结构2，请参阅图2。该降轴电压结构2是组装在一电机3上，该电机3在本实施例表示EC风扇的电机3(风扇马达)，但不局限于此。于具体实施时，该电机3也可为电动机或发电机3或其他风扇电机3(如交流风扇马达或直流风扇马达)。该电机3具有一定子31及一转子32及一轴承座33，该轴承座33为一金属材质(如铁、不锈钢或合金材质)，且具有一轴筒331是从该轴承座33的中央处向外凸伸。

该轴筒331具有一轴承孔3311及一对接孔3312设在该轴筒331的底部与该轴承孔3311相对应设置，该轴承孔3311是放置至少一转子轴承34(例如滚珠轴承、含油轴承等)。且在该轴承座33上设有一电路板35，该电路板35设有一交流转直流转换器351及一马达控制电路352是电性连接该交流转直流转换器351，该交流转直流转换器351将输入一交流电源转换成一直流电源，并传送给该定子31的线圈组312，该马达控制电路352是控制该EC风扇的转速及其他控制运作。该定子31包含一硅钢片组311及一线圈组312是缠绕在该硅钢片组311上，该硅钢片组311套设在该轴承座33的轴筒331的外侧，且该定子31的线圈组312电性连接该交流转直流转换器351及马达控制电路352。该转子32包含一具有复数叶片3211的扇轮321及一转子轴心322，该转子轴心322的一端通过该转子轴承34枢设在该轴承座33内，该转子轴心322的另一端则与该扇轮321的中央处相固接，且该转子轴心322的一端具有一凹槽3221(孔)是凹设在该转子轴心322的一端的底侧。该扇轮321罩设在该轴承座33的定子31外围，且其内设有一磁性件323(如磁铁)是与该定子31的该硅钢片组311相对应设置。

请继续参考图3及图4，复参阅图2，该降轴电压结构2包括一导电本体21、一导电轴承22及一导电轴心23。该导电本体21设在该电机3的轴承座33的底部(如图2所示)，该导电本体21为一金属材质的盖体，例如铁、不锈钢、铝或合金材质的盖体。该导电本体21具有一导电轴筒211及一结合部213，该导电轴筒211凸设在该导电本体21的中央处，且具有一轴接孔212。该结合部213凸设在该导电本体21上，且位在该导电轴筒211与该导电本体21的外缘之间，亦即该结合部213沿该导电轴筒211的外缘环绕凸伸形成一呈连续状(或非连续状)的凸环壁在该导电本体21上，且该导电本体21的结合部213是与该轴筒331的对接孔3312相结合，令该结合部213的外侧该轴筒331的内壁相接触。

该导电轴承22设在该导电轴筒211的轴接孔212内，且具有一导电外环221、一导电内环222、复数滚动件223及一导电润滑油224，该导电润滑油224及该复数滚动件223(如滚珠)是被封闭在该导电外环221与导电内环222之间，该导电外环221与该导电轴筒211的轴接孔212的内壁相接触，该导电润滑油224例如由基础油(如合成基础油)及导电炭黑稠化剂及其他添加剂(如导电剂)所组成的导电油脂，且具有导电性能、高温不熔化及长效润滑功效，借由该导电润滑油224使该导电外环221与导电内环222之间起导电作用。在本实施例该导电轴承22为一具导电润滑油224的滚珠轴承说明。但不局限于此，在另一实施例，该导电轴承22为一具导电润滑油224的含油轴承。

复参阅图2至图4，该导电轴心23具有一连接端231及一枢接端232分别设在该导电轴心23的两端，该导电轴心23的连接端231与该电机3的转子轴心322的一端的该凹槽3221相接(如图2所示)，该导电轴心23的枢接端232与该导电轴承22的导电内环222相枢接(如图4所示)，令该导电轴心23的枢接端232与该导电轴承22相接触导通(即电性导通)，亦即该导电轴心23通过该导电轴承22枢设在该导电轴筒211的轴接孔212内。如此设置，使该导电本体21、导电轴心23、导电轴承22及该电机3的轴承座33相接触以导通形成一闭合回路(如图2的实线箭头)，借由该导电轴心23引导该电机3的转子轴心322上产生的一轴电压(感应电压)释放在该闭合回路中，以有效达到降低该转子轴心322上的轴电压。

详细而言，在该轴电压的作用下产生的轴电流4由该转子轴心322上(如图2的虚线箭头表示该转子轴心322产生的轴电流4)往阻抗较低的路径就是该导电轴心23、该导电轴承22、该导电本体21及该轴承座33之间的闭合回路(如图2的实线箭头，且这些实线箭头表示在闭合回路的轴电流4)，然后该轴电流4在该闭合回路中流过如同电阻的导电本体21及轴承座33而被消耗。此外，由于该转子轴心322与该转子轴承34之间路径的阻抗高于该转子轴心322与导电轴心23之间路径的阻抗，使该轴电压(轴电流4)会往较低阻抗路径流动，所以该转子轴心322的轴电压会往导电轴心23方向流动并被该降压电压结构2如同放电掉，以降低该转子轴心322上的轴电压不足以击穿(贯穿、穿透)该转子轴承34内的润滑油的油膜，让该转子轴心322与该转子轴承34之间没有电性导通，以有效阻断轴电流4通过该转子轴承34的通路，相对地保护转子轴承34避免受到电腐蚀的功效。

复参阅图2、图4，该降轴电压结构2为了防止该导电轴承22的振动及加快引导该轴电流4至该导电本体21上的效果，可更包含一导电弹性件24，例如波形弹簧。该导电弹性件24设在该导电轴承22与该导电轴筒211的底部之间，且该导电弹性件24的上、下端分别连接接触该导电轴承22的下侧及该导电轴筒211的内底部，以提供该轴电流4流动至该导电本体21(包含导电轴筒211)上的通路，且还可对该导电轴筒211内的导电轴承22施加预紧效果。

另外，为了防止该导电轴承22在该导电轴筒211内随该导电轴心23转动而向上位移甩出，在邻近该导电轴承22的上侧的该导电轴心23外侧设有一紧固件25(例如C型扣环)是扣接在导电轴心23上，借由该紧固件25来限制该导电轴承22向上移动。

因此，通过本发明该导电轴心23引导该转子轴心322的轴电压释放在所述闭合回路，以有效达到降低(减少)该转子轴心322的轴电压至少降幅约85％以上，不仅能防止该转子轴心322受到轴电压烧毁外，且还能避免轴电压对该转子轴承34放电，进而便可防止轴电流4对该转子轴承34的电腐蚀，借以有效提高转子轴承34的使用寿命。另外，通过该降轴电压结构2设计可方便组装或拆卸适用在不同大小空间内的电机3(马达)上，借以有效达到安装便利佳，且该降轴电压结构2的成本相较于现有的成本降幅至少60％以上，故本发明有效达到降低成本的效果。

Claims (9)

1.一种适用电机的降轴电压结构，是组装在一电机上，该电机具有一轴承座是与一转子轴心相枢设，其特征在于，该降轴电压结构包括：

一导电本体，设在该轴承座的底部，且具有一导电轴筒，该导电轴筒凸设在该导电本体的中央处，该导电轴筒具有一轴接孔；

至少一导电轴承，设在该轴接孔内；及

一导电轴心，具有一连接端及一枢接端，该连接端及枢接端分别连接该转子轴心及该轴接孔，借由该导电轴心引导该转子轴心上的一轴电压释放在该导电本体与该导电轴承及该轴承座之间形成一闭合回路。

2.如权利要求1所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该导电本体具有一结合部凸伸设在该导电本体上，且位于该导电轴筒与该导电本体的外缘之间。

3.如权利要求1所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该导电轴承为一具有导电润滑油的滚珠轴承。

4.如权利要求1所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该导电轴承具有一导电外环、一导电内环、复数滚动件及一导电润滑油，该复数滚动件及该导电润滑油是被封闭在该导电外环与该导电内环之间，该导电外环与该导电轴筒的该轴接孔的内壁相接触。

5.如权利要求1所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：还包含一导电弹性件，设在该导电轴承与该导电轴筒的底部之间。

6.如权利要求2所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该轴承座具有一轴筒，该轴筒从该轴承座的中央处向外凸伸，该轴筒具有一轴承孔及一对接孔，该轴承孔及对接孔设在该轴筒的底部与该轴承孔相对应设置，该轴承孔内设有至少一转子轴承，该转子轴承与该转子轴心的一端相枢设，该对接孔与该导电本体的该结合部相连接。

7.如权利要求6所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该转子轴心的一端具有一凹槽，该凹槽凹设在该转子轴心的一端的底侧与对应该导电轴心的该连接端相接。

8.如权利要求1所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该电机为一风扇马达。

9.如权利要求1所述的适用电机的降轴电压结构，其特征在于：该导电本体及该轴承座的材质为金属材质。

Images