CN207732573U - 一种消除轴承电腐蚀的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消除轴承电腐蚀的电机，包括壳体及其内部的电机定子、电机转子、转轴，壳体两端分别安装有第一端盖和第二端盖，所述转轴一端通过第一轴承适配穿出第一端盖，转轴另一端通过第二轴承与第二端盖适配，所述第二端盖外部固定有盖板，所述转轴另一端的端面通过弹性组件与盖板电气接通，所述盖板与第二端盖与壳体、第一端盖也处于电气接通状态。所述弹性组件包括顶针、弹簧和针筒，所述第二端盖外部固定有盖板，所述针筒一端与盖板固定，弹簧放置于针筒内，顶针一端伸入针筒内与弹簧相接触，顶针另一端与转轴端面相接触。本实用新型通用性强、安装简单、成本低、寿命长、结构可靠、维护成本低。

Description

一种消除轴承电腐蚀的电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种消除轴承电腐蚀的电机。

背景技术

理论上完美平衡的三相电机运行时是没有轴电压的。但由于生产制造中无法使电机三相完美的平衡，三相之间无法完美平衡，从而在电机内部形成交变磁场。金属在交变磁场中就会产生电动势。金属材料的电机转轴在具有交变磁场的电机内部运转时，就会在转轴上形成电动势。

转轴上的电动势需要通过导体形成回路，电机上轴承就承担了回路中导体的角色。但常用轴承在运行时，轴承内外圈与轴承滚子间有约3微米(μm) 的绝缘油膜，造成了转轴上电荷累计。足够的电荷累计形成了足够大的电动势，足够大的电动势就可以击穿3微米的绝缘油膜。

这个击穿模型类似于电容击穿，轴承滚子和内外滚道分别构成了电容的两极。根据电容公式Q＝It。当电容电荷Q累积到一定程度时，击穿放电时间t越短，击穿产生的电流I就越大。击穿电流大，引起轴承滚子及滚子接触到的滚道部位瞬时熔化，在轴承运动时被滚子粘附带走到滚道其他位置，进而在滚道内形成了清晰可见的电腐蚀纹路。

解决轴承电腐蚀有两种理论方案：a.减小产生轴电流的不平衡磁场，从而降低轴电流的产生；b.不让产生的轴电流通过轴承。

目前通常采用以下三种方法避免轴电流的发生：i)磁环吸收方式；ii)轴承绝缘方式；iii)轴承内外圈接通方式。

方案i)通常应用在风电，大型工业电机中。方案ii)有陶瓷绝缘轴承，及专利文献《一种电机轴承轴电流的抑制方法》(公开号：CN105811638A)中提到的轴承室内绝缘等。方案iii)通常应用在大型工业有刷电机中。

目前市场上还未有能够应用在永磁同步电机中的轴承电腐蚀消除方法，可以考虑采用陶瓷绝缘轴承和轴承室绝缘的方法实现，但是存在以下问题：

1.陶瓷绝缘轴承的价格是同规格普通轴承的数十倍，成本太高，远远超出了产品应用能够承受的价格。

2.专利文献《一种电机轴承轴电流的抑制方法》(公开号： CN105811638A)中轴承室内绝缘层要求镀特氟龙镀层0.4～0.6mm厚。A)以目前常规工艺镀层通常只有0.02～0.1mm，实现难度大。B)装配轴承的轴承室配合精度要求H6，比如镀层厚度0.4～0.6mm，无法满足这样高的精度配合，造成轴承与轴承室配合间隙过大，轴承在高速运行时在轴承室内部打滑，会造成①轴承跑外圈，寿命降低；②轴承跑外圈，刮擦轴承室，镀层刮掉从而失效。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种消除轴承电腐蚀的电机，解决电机轴承遭受电腐蚀风险和现有技术工业应用工艺难，应用成本高，通用性低等问题，达到工艺上容易实现，多平台通用性强。

本实用新型从解决电腐蚀的理论方案即：不让产生的轴电流通过轴承，从而达到保护轴承，避免轴承电腐蚀。

轴承电腐蚀有如下3种电流回路。1)电流通过轴承在电机转轴和壳体间形成内部放电；2)电流通过壳体和接地点间形成接地放电；3)电流在轴承上形成瞬间放电。

归根结底，轴承电腐蚀是因为转轴和壳体间存在电势差。若能够将转轴和壳体间的电势差消除就能够避免轴承电腐蚀。本实用新型将转轴和壳体间通过特殊设计的机械结构接通，达到转轴和壳体间等电势的效果，从而消除轴承电腐蚀的风险。

本实用新型的技术方案是：

一种消除轴承电腐蚀的电机，包括壳体及其内部的电机定子、电机转子、转轴，壳体两端分别安装有第一端盖和第二端盖，所述转轴一端通过第一轴承适配穿出第一端盖，转轴另一端通过第二轴承与第二端盖适配，所述第二端盖外部固定有盖板，所述转轴另一端的端面通过弹性组件与盖板电气接通，所述盖板与第二端盖、壳体、第一端盖也处于电气接通状态。

优选的，所述弹性组件包括顶针、弹簧和针筒，所述第二端盖外部固定有盖板，所述针筒一端与盖板固定，弹簧放置于针筒内，顶针一端伸入针筒内与弹簧相接触，顶针另一端与转轴端面相接触。

优选的，与顶针相接触的转轴端面设有中心孔，所述顶针插入到转轴端部中心孔内。

优选的，与顶针相接触的转轴端面加工有凸台，所述顶针与凸台径向接触。

优选的，所述弹性组件包括一个弹簧片，所述弹簧片一端与盖板相接触、另一端与转轴端面相接触。

本实用新型的优点有：

1.通用性强。只要转轴可以设计中心孔，且轴端具有布置空间，就可以使用。

2.安装简单。机构可预先安装在盖板上，再随盖板就可以安装。

3.成本低。提案机构中零件可按标准件加工，且提案顶针通常外径不大于φ5，总成本与同样大小的两颗螺栓成本相当。

4.寿命长。顶针与转轴的轴端中心孔接触，将顶针与转轴间的摩擦和磨损降低到最小。

5.结构可靠。采用弹簧连接，可自动调节顶针位置和补偿磨损量，使得顶针与转轴始终都处于接触状态。

6.维护成本低。即使要更换顶针，也仅需要拆过盖板，不用再拆开其他部件，就可以更换，操作简单。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例1的消除轴承电腐蚀的电机的结构示意图；

图2为实施例1的弹性组件的结构示意图；

图3为实施例2的弹性组件的结构示意图；

图4为实施例3的弹性组件的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的消除轴承电腐蚀的电机，包括壳体1及其内部的电机定子6、电机转子5、转轴3，壳体两端分别安装有第一端盖2 和第二端盖7，所述转轴3一端通过第一轴承4适配穿出第一端盖2，转轴3 另一端通过第二轴承9与第二端盖7适配，所述第二端盖7外部固定有盖板 8，所述转轴另一端的端面通过弹性组件10与盖板8电气接通。

如图2所述，所述弹性组件10包括顶针10-1、弹簧10-2和针筒10-3，所述针筒10-3一端与盖板8固定，弹簧10-2放置于针筒10-3内，顶针10-1一端伸入针筒10-3内与弹簧10-2相接触，顶针10-1另一端与转轴3端面相接触。与顶针10-1相接触的转轴3端面设有中心孔，所述顶针10-1插入到转轴端部中心孔内。转轴3由顶针10-1经弹簧10-2与针筒10-3电气接通，针筒 10-3与盖板8、第二端盖7、壳体1、第一端盖2等都处于电气接通状态，因此转轴3与壳体1、第二端盖7和第一端盖2也处于电气接通，也就达到了转轴3与壳体1间等电势的效果。

本实施例中，顶针10-1与转轴3的中心孔接触，由于转轴中心孔的线速度近乎等于0m/s，将顶针10-1与转轴3间的摩擦和磨损降低到最小。

本实施例中，采用10-2弹簧来预紧顶针10-1和转轴3间的接触。一方面不同工作状态下转轴温度实时变化，转轴3的长度也会有微小变化，弹簧 10-2可以调节顶针10-1位置，从而达到顶针10-1与转轴3始终都处于接触状态。另一方面，在顶针10-1出现磨损时，可以补偿顶针10-1的长度，从而仍能使顶针10-1与转轴3始终都处于接触状态。

实施例2

如图3所示，本实施例的弹性组件10也包括顶针10-1、弹簧10-2和针筒10-3，与实施例1不同的是，与顶针10-1相接触的转轴端面加工有极小外径的凸台10-4，所述顶针与凸台径向接触。

实施例3

如图4所示，本实施例的弹性组件10采用一个弹簧片10-5，所述弹簧片 10-5一端与盖板8相接触，另一端与转轴3端面相接触。弹簧片10-5与盖板8 间夹角α，在盖板安装前比安装后要大，与实施例1和2原理相当，弹簧片一样可以调整，补偿位置的变化。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种消除轴承电腐蚀的电机，包括壳体及其内部的电机定子、电机转子、转轴，壳体两端分别安装有第一端盖和第二端盖，所述转轴一端通过第一轴承适配穿出第一端盖，转轴另一端通过第二轴承与第二端盖适配，其特征在于：所述第二端盖外部固定有盖板，所述转轴另一端的端面通过弹性组件与盖板电气接通，所述盖板与第二端盖、壳体、第一端盖也处于电气接通状态。

2.根据权利要求1所述的消除轴承电腐蚀的电机，其特征在于：所述弹性组件包括顶针、弹簧和针筒，所述第二端盖外部固定有盖板，所述针筒一端与盖板固定，弹簧放置于针筒内，顶针一端伸入针筒内与弹簧相接触，顶针另一端与转轴端面相接触。

3.根据权利要求2所述的消除轴承电腐蚀的电机，其特征在于：与顶针相接触的转轴端面设有中心孔，所述顶针插入到转轴端部中心孔内。

4.根据权利要求2所述的消除轴承电腐蚀的电机，其特征在于：与顶针相接触的转轴端面加工有凸台，所述顶针与凸台径向接触。

5.根据权利要求1所述的消除轴承电腐蚀的电机，其特征在于：所述弹性组件包括一个弹簧片，所述弹簧片一端与盖板相接触、另一端与转轴端面相接触。