CN219268674U - 轴电压抑制装置、电机和风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种轴电压抑制装置、电机和风力发电机组，该轴电压抑制装置适用于电机，所述轴电压抑制装置包括导电组件和绝缘组件，所述导电组件连接在电机外壳和电机转轴之间并设置为电流接地旁路，所述绝缘组件设置在所述电机外壳和所述电机转轴之间，使得所述电机外壳与所述电机转轴之间绝缘连接，通过在电机外壳的两端分别设置绝缘组件和导电组件，通过绝缘组件和导电组件配合有效保护了电机轴承不受电蚀，提高了电机轴承的使用寿命。

Description

轴电压抑制装置、电机和风力发电机组

技术领域

本公开属于机械制造业领域，尤其涉及一种轴电压抑制装置、电机和风力发电机组。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，在当今的生产和生活中占有重要地位。

电机通常包括定子和相对于定子转动的转子，在转子和定子之间通常设置有轴承，以用于支撑电机的转轴，转子通常连接于转轴上并随转轴一起转动。然而，已有电机中轴承电蚀是导致轴承过早失效的一大关键问题。

实用新型内容

本公开的主要目的在于提供一种轴电压抑制装置、电机和风力发电机组，以避免轴承电蚀，从而提高电机的使用寿命。

针对上述目的，本公开至少提供如下技术方案：

本公开提供一种轴电压抑制装置，适用于电机，所述轴电压抑制装置包括导电组件和绝缘组件，所述导电组件连接在电机外壳和电机转轴之间并设置为电流接地旁路，所述绝缘组件设置在所述电机外壳和所述电机转轴之间，使得所述电机外壳与所述电机转轴之间绝缘连接。

本公开一示例性实施例，所述导电组件的一端固定设置于所述电机外壳和所述电机转轴中一者上，另一端活动连接于另一者上，且所述导电组件的两端分别电连接于所述电机外壳和所述电机转轴。

可选地，所述导电组件包括电刷，所述电刷包括电刷架和设置于所述电刷架上的刷头，所述刷头设置于所述电刷架上，所述电刷架的一端固定于所述电机外壳，所述刷头设置于所述电刷架的另一端，所述刷头抵接于所述电机转轴的外周壁。

具体地，所述刷头包括碳纤维丝。

进一步地，所述电机转轴延伸至所述电机外壳之外设置有伸出部，所述电刷架的一端连接于所述电机外壳，所述刷头抵接于所述伸出部的外周壁上。

本公开另一方面，提供一种电机，所述电机包括电机外壳和可转动地设置于所述电机外壳上的电机转轴，以及如上所述的轴电压抑制装置。

可选地，所述电机还包括电机轴承，所述电机轴承设置于所述电机外壳和所述电机转轴之间，所述电机轴承包括沿所述电机转轴的轴线间隔设置的第一轴承组件和第二轴承组件，所述绝缘组件设置于所述第一轴承组件的径向外侧，所述导电组件设置于所述电机外壳之外且靠近所述第二轴承组件设置。

具体地，所述第一轴承组件包括轴承和轴承座，所述轴承设置于所述轴承座上，所述轴承座的外周壁设置有所述绝缘组件，所述绝缘组件连接于所述电机外壳上，使得所述绝缘组件设置于所述轴承座和所述电机外壳之间。

进一步地，所述电机包括双馈电机。

本公开第三方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的电机。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1为本公开一示例性实施例提供的电机的纵剖图。

附图标记说明：

1、转子； 2、电机外壳；

3、电机转轴； 4、轴承；

5、轴承座； 6、绝缘组件；

7、电刷； 8、第一轴承组件；

9、第二轴承组件； 10、定子；

71、刷头； 72、电刷架。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本公开的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本公开提供一种风力发电机组，风力发电机组包括塔架和支撑于塔架顶部的发电机和叶轮，其中，叶轮连接于发电机转轴上，以通过叶轮的旋转带动发电机发电。

风力发电机组中包括发电机和电动机，其中，电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。发电机是指将机械能转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能的一种设备。本实施例中，发电机和电动机统称为电机。

为方便描述，本公开以双馈电机为例进行说明，但不以此为限。

参照图1，示出了本公开一示例性实施例提供的电机的轴向剖视图，本实施例中，电机包括定子10和转子1，其中，转子1可转动地设置于套设于定子10之内，但不以此为限。除此，转子1还可以设置于定子10之内，图中未示。

具体地，电机包括电机外壳2，可以用作电机的支撑，本实施例中定子10可以设置于电机外壳2的内侧壁，但不以此为限。转子1可转动地设置于电机外壳2内，转子1连接在电机转轴3上，以通过电机转轴3支撑于电机外壳2内。

为了提高转子1的旋转顺畅性，且提高转子1的使用寿命，具体地，在电机外壳2的两端分别设置有电机轴承，电机转轴3的两端分别支撑于电机轴承，使得电机转轴3可转动地支撑于电机外壳2的两端，但不以此为限。可以理解的是，电机包括电机轴承，电机轴承设置于电机外壳2和电机转轴3之间，以使得电机转轴3能够可转动地连接于电机外壳2上。

为了方便描述，本实施例中两个电机轴承分别命名为第一轴承组件8和第二轴承组件9，参照图1，位于电机外壳2右端的电机轴承可以称为第一轴承组件8，位于电机外壳2左端的电机轴承可以称为第二轴承组件9。

具体地，转子1的中心设置有电机转轴3，例如但不限于，该电机转轴3可以固定连接于转子1上，例如但不限于，电机转轴3的轴线与转子1的轴线重合，但不以此为限。

电机外壳2的两端分别设置有端盖，两个电机轴承分别连接在端盖上，以使得电机转轴3可转动地连接在两个端盖上，但不以此为限。

作为示例，电机转轴3的右端通过第一轴承组件8可转动地连接于电机外壳2的右端盖，电机转轴3的左端通过第二轴承组件9可转动地连接于电机外壳2的左端盖，第一轴承组件8、第二轴承组件9以及电机转轴3三者同轴设置，但不以此为限。

为了避免电机使用过程中电机轴承遭受电蚀，本实施例提供一种轴电压抑制装置，该轴电压抑制装置适用于电机。

继续参照图1，具体地，轴电压抑制装置包括导电组件和绝缘组件6，导电组件可以用于连接在电机外壳2和电机转轴3之间并设置为电流接地旁路，绝缘组件6用于设置在电机外壳2和电机转轴3之间，使得电机外壳2与电机转轴3之间绝缘连接。

本公开的轴电压抑制装置中的绝缘组件6，可以设置在第一轴承组件8和电机外壳2之间，以使第一轴承组件8和电机外壳2绝缘连接，从而避免电机转轴3上的电流流经第二轴承组件9。

具体地，第一轴承组件8的径向外侧设置有绝缘组件6，使得第一轴承组件8与电机外壳2之间绝缘设置，如此避免电机转轴3和电机外壳2之间形成导电回路，即通过在第一轴承组件8的外侧和电机外壳2之间设置绝缘组件6，避免电机外壳2和第一轴承组件8形成导电回路，从而保护第一轴承组件8以避免第一轴承组件8遭受电蚀，提高了第一轴承组件8的使用寿命。

本公开的轴电压抑制装置中的导电组件，可以连接在电机外壳2和电机转轴3之间，以使得电机外壳2和电机转轴3电连接，在电机转轴3和/或转子1上产生电流时，该电流可以通过导电组件传输至电机外壳2，电机外壳2可以设置有接地装置，以将电流通过该接地装置传输至地面，从而保护第二轴承组件9，避免电机转轴3上的电流经第二轴承组件9传输至电机外壳2，即避免了第二轴承组件9发生电蚀，提高了第二轴承组件9的使用寿命。

本公开通过在电机外壳2的两端分别设置绝缘组件6和导电组件，通过绝缘组件6和导电组件配合有效保护了电机轴承不受电蚀，提高了电机轴承的使用寿命。绝缘组件6结构简单、制造成本低且能够有效地保护第一轴承组件8不受电蚀。导电组件能够有效地将电机转轴3上的电流传输至电机外壳2，进而传输至地面，以对电流进行有效引导，避免电流在电机转轴3上聚集。

可以理解的是，本实施例中绝缘组件6设置于第一轴承组件8的径向外侧，以用于保护第一轴承组件8，导电组件靠近第二轴承组件9设置，以用于保护第二轴承组件9，但不以此为限，绝缘组件6和导电组件可以位置互换，即绝缘组件6可以设置于第二轴承组件9的径向外侧，以用于保护第二轴承组件9，导电组件可以靠近第一轴承组件8设置，以用于保护第一轴承组件8。

继续参照图1，具体地，导电组件的一端固定于电机外壳2和电机转轴3中一者上，另一端活动连接于另一者上，且导电组件的两端分别电连接于电机外壳2和电机转轴3。

作为示例，导电组件包括电刷7，电刷7包括电刷架72和设置于电刷架72上的刷头71，刷头71和电刷架72电连接，电刷架72的一端固定于电机外壳2，刷头71设置于电刷架72的另一端，刷头71抵接于电机转轴3的外周壁。

本实施例中，电刷架72固定于电机外壳2上，刷头71抵接于电机转轴3的外周壁，使得电机转轴3在旋转过程中能够保持与电机外壳2电连接，从而提高了导电组件的使用可靠性，但不以此为限，电刷架72根据需要可以固定于电机转轴3上，刷头71抵接至电机外壳2，以使刷头71相对于电机外壳2旋转。

本公开通过电刷7靠近第二轴承组件9设置且电刷7电连接在电机外壳2和电机转轴3之间，通过在电机外壳2和电机转轴3之间设置电刷7，以通过电刷7将电机外壳2和电机转轴3电连接以形成导电回路，如此便可以使第二轴承组件9被短路，在电机转轴3上产生电流的情况下，电流将通过电刷7传导至电机外壳2并接地，从而对第二轴承组件9形成保护，避免第二轴承组件9遭受电蚀。

本公开中第一轴承组件8和第二轴承组件9分别支撑在电机转轴3的两端，使得电机转轴3通过第一轴承组件8和第二轴承组件9支撑在电机外壳2上，在第一轴承组件8径向外侧设置绝缘组件6，避免电机外壳2和第一轴承组件8形成导电回路，从而保护第一轴承组件8以避免第一轴承组件8遭受电蚀。在电机外壳2和电机转轴3之间设置电刷7，以通过电刷7将电机外壳2和电机转轴3电连接以形成导电回路，从而对第二轴承组件9形成保护，避免第二轴承组件9遭受电蚀。

如此，通过在电机的两端分别设置绝缘组件6和电刷7，在切断导电环路的基础上，同时降低电位，即将电机转轴3和转子1上的电压通过电刷7传导至电机外壳2并经接地装置进行降低，从而避免了轴承组件遭受电蚀，提高了轴承组件的使用寿命，也就提高了电机的使用寿命。

继续参照图1，作为示例，本实施例中电刷架72大致呈L型结构杆件，其中，电刷架72的第一边平行于电机转轴3设置，且第一边的自由端固定于电机外壳2上，第二边垂直于电机转轴3设置且第二边的自由端设置有刷头71，刷头71能够从电刷架72朝向电机转轴3延伸，至与电机转轴3接触，以抵接至电机转轴3的外周壁上，但不以此为限。

继续参照图1，电刷7设置于电机外壳2的外侧，具体地，电机转轴3延伸至电机外壳2之外设置有伸出部，电刷架72的一端连接于电机外壳2，刷头71抵接于伸出部的外周壁上，如此通过将电刷7设置于电机外壳2之外，便于操作者更换，从而降低了电刷7的运维成本，也就降低了电机的运维成本，但不以此为限。在电机外空间狭小的情况下，根据需要电刷7也可以设置于电机内，但不以此为限。

为了提高电刷7的结构强度，本实施例中，电刷架72为金属制件，但不以此为限。可选地，电刷架72的一端连接于电机外壳2上，例如但不限于，可以通过焊接工艺或者紧固件连接的方式连接于电机外壳2上，但不以此为限。电刷架72的另一端朝向电机转轴3延伸，以使刷头71能够靠近电机转轴3设置，且刷头71抵接于电机转轴3的外周壁，使得电机转轴3和/或转子1上的电流能够经刷头71传导至电机外壳2，从而避免电流流经轴承组件，也就避免了轴承组件被电蚀，提高了轴承组件的使用寿命。

为了提高电刷7的使用可靠性，刷头71包括多根碳纤维丝，通过设置多根碳纤维丝，提高了电刷7与电机转轴3的接触可靠性，避免由于某根电刷毛过短而导致电刷7接触不良。本公开提供的刷头71采用碳纤维丝，一方面碳纤维制件具有预定的导电性，能够用于降低转子1和电机转轴3上的电位和电势；另一方面，碳纤维丝具有自润滑作用，在应用于电机时具有较长的使用寿命。

作为示例，经过试验测算，1mm碳纤维在线速度36m/s情况下，在用作上述碳纤维丝时能够使用8年。当然，可以理解的是，碳纤维丝的使用寿命，可以根据电机转轴3的旋转速度，电机转轴3的直径尺寸等相关参数确定。

作为示例，电刷7包括碳纤维丝的数量不少于10⁷根。可选地，每根碳纤维丝的电阻率不大于1.6 x 10^-3Ω•cm，以能够适应电机转轴3和/或转子1产生的电流大小，但不以此为限。进一步地，每根碳纤维丝的直径不大于10um，但不以此为限。

继续参照图1，第一轴承组件8包括轴承4和轴承座5，轴承座5固定于电机外壳2上，轴承4设置于轴承座5上，绝缘组件6设置于轴承座5和电机外壳2之间。作为示例，绝缘组件6可以采用玻璃纤维制件，例如但不限于，该玻璃纤维制件可以缠绕设置在轴承座5的外周壁上。除此，根据需要绝缘组件6还可以采用塑料制件、橡胶制件或者树脂制件。为了提高绝缘组件6的使用可靠性，绝缘组件6沿轴承座5的周向延伸以包裹在轴承座5和电机外壳2之间，从而通过设置绝缘组件6将电机外壳2和轴承座5电隔离开，避免电机外壳2和轴承座5形成导电回路。

本公开通过轴电压抑制装置包括绝缘组件6和导电组件，通过绝缘组件6和导电组件配合有效保护了电机轴承不受电蚀，提高了电机轴承的使用寿命。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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公开和简化描述，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公开的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本公开的描述中，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”、“固定”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，也可以是通讯连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

本公开所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

Claims (10)

1.一种轴电压抑制装置，适用于电机，其特征在于，所述轴电压抑制装置包括：

导电组件，连接在电机外壳（2）和电机转轴（3）之间并设置为电流接地旁路，

绝缘组件（6），设置在所述电机外壳（2）和所述电机转轴（3）之间，使得所述电机外壳（2）与所述电机转轴（3）之间绝缘连接。

2.如权利要求1所述的轴电压抑制装置，其特征在于，所述导电组件的一端固定设置于所述电机外壳（2）和所述电机转轴（3）中一者上，另一端活动连接于另一者上。

3.如权利要求1所述的轴电压抑制装置，其特征在于，所述导电组件包括电刷（7），所述电刷（7）包括电刷架（72）和设置于所述电刷架（72）上的刷头（71），所述刷头（71）设置于所述电刷架（72）上，所述电刷架（72）的一端固定于所述电机外壳（2），所述刷头（71）设置于所述电刷架（72）的另一端，所述刷头（71）抵接于所述电机转轴（3）的外周壁。

4.如权利要求3所述的轴电压抑制装置，其特征在于，所述刷头（71）包括碳纤维丝。

5.如权利要求3所述的轴电压抑制装置，其特征在于，所述电机转轴（3）延伸至所述电机外壳（2）之外设置有伸出部，所述电刷架（72）的一端连接于所述电机外壳（2），所述刷头（71）抵接于所述伸出部的外周壁上。

6.一种电机，其特征在于，所述电机包括电机外壳（2）和可转动地设置于所述电机外壳（2）上的电机转轴（3），以及如权利要求1-5中任一项所述的轴电压抑制装置。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述电机还包括电机轴承，所述电机轴承设置于所述电机外壳（2）和所述电机转轴（3）之间，所述电机轴承包括沿所述电机转轴（3）的轴线间隔设置的第一轴承组件（8）和第二轴承组件（9），所述绝缘组件设置于所述第一轴承组件（8）的径向外侧，所述导电组件设置于所述电机外壳（2）之外且靠近所述第二轴承组件（9）设置。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述第一轴承组件（8）包括轴承（4）和轴承座（5），所述轴承（4）设置于所述轴承座（5）上，所述轴承座（5）的外周壁设置有所述绝缘组件，所述绝缘组件连接于所述电机外壳（2）上，使得所述绝缘组件（6）设置于所述轴承座（5）和所述电机外壳（2）之间。

9.如权利要求6-8中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机包括双馈电机。

10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求6-9中任一项所述的电机。

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