CN212486335U - 一种用于电机中削弱轴电流的结构 - Google Patents

Abstract

一种用于电机中削弱轴电流的结构，包括转轴、电机端盖、轴承盖板、电机机壳和导电碳刷，所述转轴、电机端盖和轴承盖板均设置在所述电机机壳内，转轴穿设在电机端盖和轴承盖板中，电机端盖和轴承盖板两者中至少有一者的内壁圆周上设有导电碳刷，导电碳刷包括套管和导电碳纤维，导电碳纤维约束在套管中，且其一端从套管的一端伸出，搭接在转轴上与转轴构成电性连接，另一端通过套管间接或直接接触电机端盖和轴承盖板两者中至少一者，并与其构成电性连接，电机端盖和轴承盖板均与电机机壳接触构成电性连接，以此轴电流可以通过导电碳刷、电机端盖或轴承盖板、电机机壳和接地装置接地，达到削弱轴电流的目的。

Description

一种用于电机中削弱轴电流的结构

技术领域

本实用新型涉及一种电机结构，具体涉及一种用于电机中削弱轴电流的结构。

背景技术

在电机的运行过程中，由于磁通不对称（转子组件同心度不够、定子绕组端部不对称或其他机械结构的不对称导致的磁通不对称）、转子与空气静摩擦产生的静电荷累积、转子之间由于供电电压中的高次谐波分量产生的电磁感应或变频器共模电压等因素，在电机转轴上产生了轴电压，当轴电压逐渐累积到足够大能够击穿轴承油膜时，会在转子、轴承、机座之间构成回路形成了轴电流，轴电流在轴承滚道与滚动体的接触面产生放电火花使局部位置高温熔化，然后在轴承高速运转过程中形成搓板纹，对轴承的使用状态及使用寿命产生较大影响，进而对电机整体性能产生影响。

其中如永磁同步电机，作为新能源汽车动力来源，其性能要求较为严格，在EMC电磁兼容方面需要满足国家标准，但是在永磁同步电机的关键部件永磁转子的运行过程中，由于轴电流的存在会在电机周围（尤其是轴端）产生电磁辐射，在电磁辐射干扰较大的情况下会对整车其它电气原件的使用产生较大的影响，即对电机EMC性能造成影响。

因此，如何解决上述电机中存在轴电流的问题，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于电机中削弱轴电流的结构

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于电机中削弱轴电流的结构，包括转轴、电机端盖、轴承盖板和电机机壳，所述电机端盖固设于电机机壳上，所述轴承盖板固设于电机机壳内，所述转轴穿设于电机机壳内，轴承盖板和电机端盖均穿设于转轴上，既可以是轴承盖板和电机端盖在转轴上一前一后设置，也可以是转轴上前后均设有轴承盖板和电机端盖，还可以是转轴上前后均设有轴承盖板，前端或后端设有电机端盖；

所述轴承盖板上用于穿设转轴的孔为第一转轴孔，所述电机端盖上用于穿设转轴的孔为第二转轴孔，所述第一转轴孔和所述第二转轴孔均与转轴间隙配合；

所述第一转轴孔和所述第二转轴孔两者中，至少有一者的内壁圆周上设有至少一个安装孔，在安装孔中嵌设有一个导电碳刷；

所述导电碳刷包括一个套管和一束导电碳纤维，一束所述导电碳纤维由多根同向延伸布置的导电碳纤维丝构成，一束导电碳纤维穿设于一个套管中，其中，该束导电碳纤维的至少一端从套管一端伸出，并定义在安装状态下朝转轴伸出的一端为滑动接触端，以此构成毛刷状的导电碳刷；

所述套管嵌设在对应所述安装孔中，并与安装孔的孔壁接触，即与所述轴承盖板和所述电机端盖两者中的至少一者接触并构成电性连接；所述导电碳纤维的滑动接触端外露在所述第一转轴孔和所述第二转轴孔两者中至少一者与转轴的配合间隙中，并搭接于转轴上，以此导电碳纤维与转轴构成电性连接；

所述电机机壳上设有接地装置，电机机壳一方面与所述轴承盖板电性连接，另一方面与所述电机端盖电性连接，由于接地装置为现有技术，本案中不展开详述。

进一步的，在所述第一转轴孔和所述第二转轴孔两者中至少有一者的内壁圆周上，沿其圆周方向均匀布置有6~12个导电碳刷。

进一步的，所述导电碳刷沿所述转轴的径向方向延伸布置，以此沿转轴的轴线方向观察该结构，所述导电碳纤维沿转轴截面圆的法线方向搭接在转轴的表面上。

进一步的，所述导电碳刷中，所述套管为铜管，该铜管在其延伸方向上分为两段，一段为连接段，另一段为约束段，连接段与所述安装孔固定连接，导电碳纤维的滑动接触端从约束段的端头伸出，沿所述套管的延伸方向观察，所述约束段的截面尺寸小于所述连接段的截面尺寸，以此将各根导电碳纤维丝约束在套管中。

进一步的，所述连接段为一段圆管，所述约束段为一段扁状管体，其截面为带有圆角的方形，该方形的对角线长度小于连接段的外径尺寸。

进一步的，所述安装孔上设有内螺纹，所述套管的连接段上设有外螺纹，以此导电碳刷与安装孔螺纹连接。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述第一转轴孔和所述第二转轴孔两者中，至少有一者的内壁圆周上设有至少一个安装孔，在安装孔中嵌设有一个导电碳刷，导电碳刷既可以只安装在电机端盖上，也可以只安装在轴承盖板上，或者电机端盖和轴承盖板上均设有导电碳刷，只要是轴承盖板上和电机端盖上一共设有至少一个导电碳刷与转轴电性连接即可。

2．上述方案中，若所述导电碳刷只有一个或数量过少，则当仅有的导电碳刷断裂或老化，直接导致该结构失效，这样的结构寿命不长，最佳的方案是所述第一转轴孔和所述第二转轴孔两者中至少有一者的内壁圆周上布置有6~12个导电碳刷，其内壁圆周的直径越大，导电碳刷的数量越多，以此即使有个别导电碳刷失效，还有其他导电碳刷能够削弱轴电流。

3．上述方案中，所述导电碳刷包括一个套管和一束导电碳纤维，一束所述导电碳纤维由多根同向延伸布置的导电碳纤维丝构成，相比于纯碳加凝固剂制成的方块状导电碳刷，使用导电碳纤维的导电碳刷能够与转轴软接触，对转轴的磨损小，而且不易断裂，提高了工作寿命。

4．上述方案中，一束所述导电碳纤维穿设于一个所述套管中，其中，该束导电碳纤维的至少一端从套管一端伸出，套管嵌设在对应所述安装孔中，并与安装孔的孔壁接触；

导电碳纤维至少有一端朝向转轴伸出并搭接在转轴上，与转轴电性连接，这一端为滑动接触端，导电碳纤维的另一端需要与电机端盖或者轴承盖板电性连接，可以通过铜制的套管与电机端盖或者轴承盖板间接电性连接，也可以从套管的另一端伸出，与电机端盖或者轴承盖板接触并电性连接，这两种情况中的套管均嵌设在安装孔中，即套管不仅可以约束固定导电碳纤维，还可以在必要时充当导体。

5．上述方案中，所述削弱轴电流的结构在工作状态下，将轴电流依次通过导电碳刷、电机端盖或轴承盖板，最后通过电机机壳接地，以此达到削弱轴电流的目的。

6．上述方案中，所述导电碳纤维沿转轴截面圆的法线方向搭接在转轴的表面上，这种结构相比较导电碳纤维沿转轴切线方向搭接在转轴上的结构，无论当转轴正转或者反转，导电碳刷均能够良好地搭接在转轴表面上，不会影响转轴转动，且转轴转动时对导电碳纤维的磨损较小。

7．上述方案中，所述套管为铜管，该铜管在其延伸方向上分为两段，一段为连接段，另一段为约束段，所述约束段的截面尺寸较小，为一段扁状管体，由于使用压接工艺制成，其截面为带有圆角的方形，能够很好的将导电碳纤维约束并固定在套管中，所述连接端的截面尺寸较大，能够通过过盈配合的方式或螺纹连接的方式嵌设在安装孔中。

本实用新型的工作原理如下：

所述转轴、电机端盖和轴承盖板均设置在所述电机机壳内，转轴穿设在电机端盖和轴承盖板中，电机端盖和轴承盖板两者中至少有一者的内壁圆周上设有导电碳刷，导电碳刷包括套管和导电碳纤维，导电碳纤维约束在套管中，且其一端从套管的一端伸出，搭接在转轴上与转轴构成电性连接，另一端通过套管间接或直接接触电机端盖和轴承盖板两者中至少一者，与其构成电性连接，电机端盖和轴承盖板均与电机机壳接触构成电性连接，以此轴电流可以通过导电碳刷、电机端盖或轴承盖板、电机机壳和接地装置接地，达到削弱轴电流的效果。

本实用新型的优点如下：

一、磨损小且寿命长，所述导电碳刷使用导电碳纤维与转轴电性连接，导电碳纤维与转轴之间为软接触，对转轴磨损小，且导电碳纤维相比方块状导电碳刷，更加不易断裂，使用寿命长。

二、安装方式灵活不唯一，所述导电碳数既能够安装在电机端盖上，也能够安装在轴承盖板上，只要是与转轴间隙配合并固定在电机机壳上的零部件均能够安装导电碳刷。

附图说明

附图1为设有削弱轴电流结构的永磁同步电机的剖视图；

附图2为附图1中A部分的局部放大图；

附图3为附图1中B部分的局部放大图；

附图4为导电碳刷的正视图；

附图5为在轴承盖板中设有导电碳刷情况下，永磁同步电机在轴承盖板部位的左视剖视图；

附图6为转轴、轴承盖板和导电碳刷的装配关系图；

附图7为在电机端盖中设有导电碳刷情况下，永磁同步电机的右视图；

附图8为转轴、电机端盖和导电碳刷的装配关系图；

以上附图中：1．转轴；2．电机端盖；3．轴承盖板；4．电机机壳；5．第一转轴孔；6．第二转轴孔；7．导电碳刷；8．套管；9．导电碳纤维；10．连接段；11．约束段。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种用于电机中削弱轴电流的结构

以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案之描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，均为方向性用词，在本案中仅为说明各结构之间位置关系，并非用以限定本案保护反应及实际实施时的具体方向。

参见附图1至附图8，一种用于电机中削弱轴电流的结构，包括转轴1、电机端盖2、轴承盖板3和电机机壳4，所述电机端盖2固设于电机机壳4上，所述轴承盖板3固设于电机机壳4内，所述转轴1穿设于电机机壳4内，轴承盖板3和电机端盖2均穿设于转轴1上，且轴承盖板3和电机端盖2在转轴1上一前一后设置；

所述轴承盖板3上用于穿设转轴1的孔为第一转轴孔5，所述电机端盖2上用于穿设转轴1的孔为第二转轴孔6，所述第一转轴孔5和所述第二转轴孔6均与转轴1间隙配合；

所述第一转轴孔5和所述第二转轴孔6的圆周内壁上均设有若干安装孔，安装孔中嵌设有导电碳刷7，其中，第一转轴孔5的内壁圆周上均匀布置有12个导电碳刷7，第二转轴孔6的内壁圆周上均匀布置有6个导电碳刷7，各个所述导电碳刷7均沿所述转轴1的径向方向延伸布置，以此沿转轴1的轴线方向观察，所述导电碳纤维9沿转轴1截面圆的法线方向搭接在转轴1的表面上；

所述导电碳刷7包括一个套管8和一束导电碳纤维9，其中：

一束所述导电碳纤维9由多根同向延伸布置的导电碳纤维丝构成，一束导电碳纤维9穿设于一个套管8中，其中，该束导电碳纤维9的一端从套管8一端伸出并搭接在转轴上，并定义该伸出的一端为滑动接触端，束导电碳纤维9的另一端从套管8另一端伸出并与轴承盖板3和电机端盖2接触，以此构成毛刷状的导电碳刷7；

所述套管8为铜管，该铜管在其延伸方向上分为两段，一段为连接段10，另一段为约束段11，连接段10与所述安装孔固定连接，导电碳纤维9的滑动接触端从约束段11的端头伸出，沿所述套管8的延伸方向观察，所述约束段11的截面尺寸小于所述连接段10的截面尺寸，以此将各根导电碳纤维丝约束在套管8中；

所述套管8嵌设在对应所述安装孔中，其连接段10与安装孔的孔壁接触，即与所述轴承盖板3和所述电机端盖2接触并构成电性连接；所述导电碳纤维9的滑动接触端外露在所述第一转轴孔5和所述第二转轴孔6与转轴1的配合间隙中，并搭接于转轴1上，以此导电碳纤维9与转轴1构成电性连接；

所述电机机壳4上设有接地装置，电机机壳4一方面与所述轴承盖板3电性连接，另一方面与所述电机端盖2电性连接。

优选的，所述连接段10为一段圆管，所述约束段11为一段扁状管体，其截面为带有圆角的方形，该方形的对角线长度小于连接段10的外径尺寸。

优选的，所述安装孔上设有内螺纹，所述套管8的连接段10上设有外螺纹，以此导电碳刷7与安装孔螺纹连接。

下面针对本实用新型的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.以上实施例中，导电碳纤维9的一端从套管8一端伸出并搭接在转轴上，另一端从套管8另一端伸出并与轴承盖板3和电机端盖2接触，还可以是导电碳纤维9只有一端伸出，且该端从套管8的一端伸出并搭接在转轴上，导电碳纤维9的另一端设置在套管8内，套管8为铜管并嵌设在安装孔中，只要是能够搭接在转轴上与转轴电性连接，并与安装孔间接或直接电性连接的导电碳刷7结构均应被包括进本实用新型的保护范围。这是本领域技术人员能够理解并接受的。

2.以上实施例中，所述约束段11为一段扁状管体，其截面为带有圆角的方形，其截面还可以是带有圆角的三角形或五边形，只要是压接制成的约束段11，能够约束固定导电碳纤维9且其截面尺寸小于连接段10，均应包含在本实用新型内，均应被包括进本实用新型的保护范围。这是本领域技术人员能够理解并接受的。

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士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。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于电机中削弱轴电流的结构，包括转轴（1）、电机端盖（2）、轴承盖板（3）和电机机壳（4），所述电机端盖（2）固设于电机机壳（4）上，所述轴承盖板（3）固设于电机机壳（4）内，所述转轴（1）穿设于电机机壳（4）内，轴承盖板（3）和电机端盖（2）均穿设于转轴（1）上；

所述轴承盖板（3）上用于穿设转轴（1）的孔为第一转轴孔（5），所述电机端盖（2）上用于穿设转轴（1）的孔为第二转轴孔（6），所述第一转轴孔（5）和所述第二转轴孔（6）均与转轴（1）间隙配合，其特征在于：

所述第一转轴孔（5）和所述第二转轴孔（6）两者中，至少有一者的内壁圆周上设有安装孔，在一个安装孔中嵌设有一个导电碳刷（7）；

所述导电碳刷（7）包括一个套管（8）和一束导电碳纤维（9），一束所述导电碳纤维（9）由多根同向延伸布置的导电碳纤维丝构成，一束导电碳纤维（9）穿设于一个套管（8）中，其中，该束导电碳纤维（9）的至少一端从套管（8）一端伸出，并定义该伸出的一端为滑动接触端，以此构成毛刷状的导电碳刷（7）；

所述套管（8）嵌设在对应所述安装孔中，并与安装孔的孔壁接触，即与所述轴承盖板（3）和所述电机端盖（2）两者中的至少一者接触并构成电性连接；所述导电碳纤维（9）的滑动接触端外露在所述第一转轴孔（5）和所述第二转轴孔（6）两者中至少一者与转轴（1）的配合间隙中，并搭接于转轴（1）上，以此导电碳纤维（9）与转轴（1）构成电性连接；

所述电机机壳（4）上设有接地装置，电机机壳（4）一方面与所述轴承盖板（3）电性连接，另一方面与所述电机端盖（2）电性连接。

2.根据权利要求1所述的削弱轴电流的结构，其特征在于：在所述第一转轴孔（5）和所述第二转轴孔（6）两者中至少有一者的内壁圆周上，沿其圆周方向均匀布置有6~12个导电碳刷（7）。

3.根据权利要求1所述的削弱轴电流的结构，其特征在于：所述导电碳刷（7）沿所述转轴（1）的径向方向延伸设置，以此沿转轴（1）的轴线方向观察该结构，所述导电碳纤维（9）沿转轴（1）截面圆的法线方向搭接在转轴（1）的表面上。

4.根据权利要求1所述的削弱轴电流的结构，其特征在于：所述导电碳刷（7）中，所述套管（8）为铜管，该铜管在其延伸方向上分为两段，一段为连接段（10），另一段为约束段（11），连接段（10）与所述安装孔固定连接，导电碳纤维（9）的滑动接触端从约束段（11）的端头伸出，沿所述套管（8）的延伸方向观察，所述约束段（11）的截面尺寸小于所述连接段（10）的截面尺寸，以此将各根导电碳纤维丝约束在套管（8）中。

5.根据权利要求4所述的削弱轴电流的结构，其特征在于：所述连接段（10）为一段圆管，所述约束段（11）为一段扁状管体，其截面为带有圆角的方形，该方形的对角线长度小于连接段（10）的外径尺寸。

6.根据权利要求5所述的削弱轴电流的结构，其特征在于：所述安装孔上设有内螺纹，所述套管（8）的连接段（10）上设有外螺纹，以此导电碳刷（7）与安装孔螺纹连接。

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