CN214255971U - 轴向磁场电机轴承绝缘结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向磁场电机轴承绝缘结构，属于电机技术领域，所述轴向磁场电机轴承绝缘结构包括定子组件、转子组件和外壳，定子组件包括定子支架和定子绕组，定子组件和转子组件的中央穿设有主轴，定子支架和主轴之间设有轴承，主轴包括位于中间的绝缘部和位于两侧的金属导电部，轴承安装在绝缘部上且绝缘部的宽度大于轴承的宽度。本实用新型中，主轴是分体式结构，由中间的绝缘部和固设在绝缘部两侧的金属导电部组成，并且轴承安装在绝缘部上且绝缘部的宽度大于轴承的宽度，因此使外壳、端盖、定子支架、轴承和主轴之间无法形成轴电流闭合回路，该结构可以有效消除轴电流，且成本低，占用空间小，可适用于中小型电机。

Description

轴向磁场电机轴承绝缘结构

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是指一种轴向磁场电机轴承绝缘结构。

背景技术

几乎所有的电机在运行的时候都会产生轴电压，电机所允许的轴电压或轴电流的大小与轴承状况、油膜厚度、安装质量、现场环境、轴电流运行的闭合回路等有关。轴电流形成的条件：

(1)电机的轴电压超过了轴承油膜所能承受的最高电压，油膜被击穿，从而形成沿着基座、端盖、轴承和主轴的轴电流闭合回路；

(2)有交变的磁通穿过电机，在主轴上产生感应电动势，并在轴承的内圈和外圈之间产生电位差，即形成轴电压。

轴电流的产生会使轴承和主轴产生损伤，使其寿命缩短，影响电机的使用寿命。

现有高压变频轴向磁场电机的轴承结构设计方案中，可以消除轴电流的设计方案是使用绝缘轴承或安装碳刷。

使用绝缘轴承对于轴电压超过轴承的润滑油膜所能承受的最高电压的电机，可以很好的阻断轴电流形成回路，进而避免轴电流的副作用，但是这种轴承的成本很高，价格昂贵，是普通轴承的10倍以上。

安装碳刷虽然可以解决成本问题，但是由于新增加了碳刷组件，适用范围不广，仅适用于大型及超大型电机上，中小型及微型电机上不适用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种轴向磁场电机轴承绝缘结构，以消除轴电流，且成本低，适用于中小型电机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种轴向磁场电机轴承绝缘结构，包括定子组件、转子组件和外壳，所述定子组件包括定子支架和设置在所述定子支架周向上的定子绕组，所述定子组件和转子组件的中央穿设有主轴，所述定子支架和主轴之间设有轴承，所述外壳的两端分别设有前端盖和后端盖，所述主轴包括位于中间的绝缘部和固设在所述绝缘部两侧的金属导电部，所述轴承安装在所述绝缘部上且所述绝缘部的宽度大于所述轴承的宽度。

进一步的，所述绝缘部的两侧端面上均设有插接孔，所述金属导电部与所述绝缘部相对的端面上设有与所述插接孔相配合的插接柱。

进一步的，所述轴承和定子支架之间固设有绝缘轴承套，所述绝缘轴承套的端面上固设有绝缘轴承盖。

进一步的，所述绝缘轴承套上凸设有沿主轴长度方向的定位条，所述定子支架内壁上设有与所述定位条相配合的定位槽。

进一步的，所述绝缘轴承盖具有用于卡接在所述绝缘轴承套内部的台阶部；

和/或，所述绝缘轴承盖的外端面上设有安装孔，所述安装孔内设有螺栓。

进一步的，所述绝缘轴承套和绝缘轴承盖的材质为电木。

进一步的，所述转子组件位于所述定子组件的轴向两侧。

进一步的，所述定子支架的周向上均匀设有用于安装定子绕组的凹槽，所述凹槽的侧壁末端中部设有开口，所述开口的底部设有螺孔。

进一步的，所述定子支架的内壁上设有沿主轴长度方向的通孔。

进一步的，所述轴承的数量为两个，所述绝缘轴承套的内侧设有用于将轴承分隔开的第一环形凸起，所述主轴的绝缘部上设有用于将轴承分隔开的第二环形凸起。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的轴向磁场电机轴承绝缘结构，主轴是分体式结构，由中间的绝缘部和固设在绝缘部两侧的金属导电部组成，并且轴承安装在绝缘部上且绝缘部的宽度大于轴承的宽度，因此使外壳、端盖、定子支架、轴承和主轴之间无法形成轴电流闭合回路。本实用新型可以有效消除轴电流，且成本低，占用空间小，可适用于中小型电机。

附图说明

图1为本实用新型轴向磁场电机轴承绝缘结构的整体结构示意图；

图2为图1中主轴的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为立体图；

图3为图1中定子支架的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为沿A-A方向的剖视图，(c)为立体图；

图4为图1中定子支架、绝缘轴承套和绝缘轴承盖的装配图，其中(a)为正视图，(b)为沿A-A方向的剖视图；

图5为图1中定子支架、绝缘轴承套、绝缘轴承盖和轴承的装配图，其中(a)为正视图，(b)为沿A-A方向的剖视图；

图6为图1中定子支架、绝缘轴承套、绝缘轴承盖、轴承和主轴的装配图，其中(a)为正视图，(b)为沿A-A方向的剖视图；

图7为图1中绝缘轴承套的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为沿A-A方向的剖视图，(c)为立体图；

图8为图1中绝缘轴承盖的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为沿A-A方向的剖视图；

图9为图2中主轴的绝缘部的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为立体图；

图10为图2中主轴的金属导电部的结构示意图，其中(a)为侧视图，(b)为正视图，(c)为立体图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种轴向磁场电机轴承绝缘结构，如图1-10所示，包括定子组件1、转子组件2和外壳3，定子组件1包括定子支架11和设置在定子支架11周向上的定子绕组12，定子组件1和转子组件2的中央穿设有主轴4，定子支架11和主轴4之间设有轴承5，外壳3的两端分别设有前端盖6和后端盖7，主轴4包括位于中间的绝缘部41和固设在绝缘部41两侧的金属导电部42(导电刚性金属材料)，轴承5安装在绝缘部41上且绝缘部41的宽度L大于轴承5的宽度H(参见图6中(b))。

本实用新型的轴向磁场电机轴承绝缘结构，主轴是分体式结构，由中间的绝缘部和固设在绝缘部两侧的金属导电部组成，并且轴承安装在绝缘部上且绝缘部的宽度大于轴承的宽度，可以确保轴电流回路的阻断，因此使外壳、端盖、定子支架、轴承和主轴之间无法形成轴电流闭合回路。本实用新型可以有效消除轴电流，且成本低，占用空间小，可适用于中小型电机。

主轴的组装可以采用本领域技术人员容易想到的各种方式，例如绝缘部的两侧端面中部设有螺纹孔，两侧的金属导电部的端面上设有与螺纹孔相配合的螺杆等。然而，为方便实施，本实用新型优选采用如下结构：

绝缘部41的两侧端面上均设有插接孔43，金属导电部42与绝缘部41相对的端面上设有与插接孔43相配合的插接柱44。

如图1和图4所示，为更好的防止轴电流的产生，轴承5和定子支架11之间优选固设有绝缘轴承套8，绝缘轴承套8的端面上固设有绝缘轴承盖9，采用这种设计可以进一步有效阻断轴电流，为电机绝缘提供双重保障。装配时，可先将轴承5和绝缘轴承套8进行装配，然后将该组合与定子支架11进行装配，再安装绝缘轴承盖9，并拧紧紧固螺栓10完成整体的装配。

绝缘轴承套8和绝缘轴承盖9均为非导电材料，优选耐温超过200度，具有一定结构强度的材质，可采用的材质有：电木等，其密度低于金属，有助于电机轻量化设计。这样采用绝缘轴承套8和绝缘轴承盖9相组合的方式，一方面，如果没有该绝缘组件，轴承要承受较大的热负荷，该热负荷通常来自于轴承转动产生的滑动摩擦，这就导致轴承的耐久性寿命降低，因此需要选用耐高温的轴承，而该组合中，通常绝缘轴承套和绝缘轴承盖所组成的绝缘组件除了绝缘不导电外，其导热系数极低，可以有效阻断定子铁芯和绕组产生的热量的传导，从而使轴承温度保持在一个较低的水平，增加轴承耐久性寿命，而不必选用成本较高的耐高温轴承；另一方面，如果绝缘轴承套和绝缘轴承盖有损坏，其更换工艺简单方便，且价格低廉，有助于电机的低成本设计。

如图3所示，为防止绝缘轴承套8脱落，绝缘轴承套8上可凸设有沿主轴长度方向的定位条81，定子支架11内壁上设有与定位条81相配合的定位槽111。

如图5和图8所示，为方便固定安装绝缘轴承盖9，绝缘轴承盖9可具有用于卡接在绝缘轴承套8内部的台阶部91；和/或，绝缘轴承盖9的端面上可设有安装孔92，安装孔92内设有螺栓10。

如图1所示，本实用新型的轴向磁场电机可以为单定子双转子电机，此时，转子组件2可为两组且位于定子组件1的轴向两侧。

为方便固定安装定子绕组12，定子支架11的周向上可均匀设有用于安装定子绕组12的凹槽115；凹槽115的侧壁末端中部设有开口112，开口112的底部设有螺孔113。为便于定子绕组12向外引线，定子支架11的内壁上可设有沿主轴长度方向的通孔114。

本实用新型中，轴承5的数量可为两个，绝缘轴承套8的内侧设有用于将轴承分隔开的第一环形凸起82，主轴的绝缘部41上设有用于将轴承5分隔开的第二环形凸起411，这样采用间隔的双轴承结构可更好的引导主轴的旋转运动，还可更好的承受由主轴传递过来的载荷。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴向磁场电机轴承绝缘结构，包括定子组件、转子组件和外壳，所述定子组件包括定子支架和设置在所述定子支架周向上的定子绕组，所述定子组件和转子组件的中央穿设有主轴，所述定子支架和主轴之间设有轴承，所述外壳的两端分别设有前端盖和后端盖，其特征在于，所述主轴包括位于中间的绝缘部和固设在所述绝缘部两侧的金属导电部，所述轴承安装在所述绝缘部上且所述绝缘部的宽度大于所述轴承的宽度。

2.根据权利要求1所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述绝缘部的两侧端面上均设有插接孔，所述金属导电部与所述绝缘部相对的端面上设有与所述插接孔相配合的插接柱。

3.根据权利要求1所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述轴承和定子支架之间固设有绝缘轴承套，所述绝缘轴承套的端面上固设有绝缘轴承盖。

4.根据权利要求3所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述绝缘轴承套上凸设有沿主轴长度方向的定位条，所述定子支架内壁上设有与所述定位条相配合的定位槽。

5.根据权利要求3所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述绝缘轴承盖具有用于卡接在所述绝缘轴承套内部的台阶部；

和/或，所述绝缘轴承盖的外端面上设有安装孔，所述安装孔内设有螺栓。

6.根据权利要求3所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述绝缘轴承套和绝缘轴承盖的材质为电木。

7.根据权利要求1所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述转子组件位于所述定子组件的轴向两侧。

8.根据权利要求1所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述定子支架的周向上均匀设有用于安装定子绕组的凹槽，所述凹槽的侧壁末端中部设有开口，所述开口的底部设有螺孔。

9.根据权利要求8所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述定子支架的内壁上设有沿主轴长度方向的通孔。

10.根据权利要求3-6任一所述的轴向磁场电机轴承绝缘结构，其特征在于，所述轴承的数量为两个，所述绝缘轴承套的内侧设有用于将轴承分隔开的第一环形凸起，所述主轴的绝缘部上设有用于将轴承分隔开的第二环形凸起。

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