CN219697401U - 电机及电驱系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机及电驱系统，电机包括：壳体组件，所述壳体组件接地且内部形成空间；转子组件，所述转子组件位于所述壳体组件的空间内，所述转子组件具有转子轴，所述转子轴通过轴承支撑在所述壳体组件上；定子组件，所述定子组件位于所述壳体组件的空间内；所述电机还包括密封装置和导电装置，所述密封装置设置于转子轴上并将转子轴划分为第一部分和第二部分，所述轴承位于所述第一部分，所述密封装置阻止所述空间内的冷却液移动到所述第二部分，所述导电装置与所述第二部分以及所述壳体组件连接。本实用新型通过使用密封装置和导电装置的组合，解决了电机的轴电压问题，具有结构简单、性能可靠同时成本更低等技术效果。

Description

电机及电驱系统

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种电机及电驱系统。

背景技术

电机的主要部件包括定子组件和转子组件。对于不使用永磁体的电机而言，定子组件包括定子铁芯和定子绕组，转子组件包括转子和转子绕组。定子绕组安装在定子铁芯上，当定子绕组中通过电流时，在定子铁芯中产生磁场。该磁场与转子组件相互作用，从而使转子旋转，将电能转化为机械能。

在交流电机的运行过程中，由于磁路不对称、整流和逆变系统的电容耦合作用、轴向磁通及剩磁等多种原因，在电机的转子轴上会产生轴电压。轴电压具有多种危害，例如会腐蚀电机的轴承。

因此，需要将轴电压/轴电流消除，从而提高电机的寿命。

实用新型内容

结合申请人对电机技术的研究和改进，为了消除电机运行过程中产生的轴电压，本实用新型提出如下的技术方案。

一种电机，包括：

壳体组件，所述壳体组件接地且内部形成有空间；

转子组件，所述转子组件具有转子轴，所述转子轴穿过所述壳体组件的空间并在其两端各通过轴承可转动地支撑在所述壳体组件上；

定子组件，所述定子组件位于所述壳体组件的空间内；

所述电机还包括密封装置和导电装置，所述密封装置设置于转子轴上并将转子轴划分为第一部分和第二部分，所述轴承位于所述第一部分，所述密封装置阻止所述空间内的冷却液移动到所述第二部分，所述导电装置与所述第二部分以及所述壳体组件连接。

根据本实用新型的一个方面，所述密封装置位于所述壳体组件形成的空间之内。

根据本实用新型的一个方面，所述密封装置位于所述壳体组件形成的空间之外。

根据本实用新型的一个方面，所述密封装置是油封，所述油封以过盈配合的方式套设于所述转子轴上。

根据本实用新型的一个方面，所述导电装置是导电刷或导电环。

根据本实用新型的一个方面，所述电机包括保护罩，用于保护所述导电装置免于外部环境的影响。

根据本实用新型的一个方面，所述电机包括两个端盖，每个端盖分别容纳对应的用于支撑转子轴的轴承；所述保护罩与其中一个端盖固定连接并形成用于容纳所述导电装置的空间。

根据本实用新型的一个方面，所述电机是液冷电机。

根据本实用新型的一个方面，所述转子轴设置有用于供冷却液通过的流道，或者所述定子组件的定子铁芯设置有用于供冷却液通过的流道。

根据本实用新型的一个方面，所述密封装置和导电装置设置在与电机输出端相对的另一端。

本实用新型还提出一种电驱系统，包括逆变器和减速器中的至少一者，以及上述的电机。

由上可知，本实用新型通过使用密封装置和导电装置的组合，由密封装置在转子轴上形成不存在冷却液的部分，再使用导电装置将轴电压导走，解决了由于冷却液在转子轴上形成薄膜而导致导电装置不能有效导电的问题。相比于使用绝缘轴承来隔断轴电压对轴承的影响的方案，以及使用导电轴承来对转子轴接地的方案，本实用新型的方案结构简单、性能可靠同时成本更低。

本实用新型的其他特征和优点将在下文结合附图进行详细说明。

附图说明

参考附图描述本实用新型的示例性实施例，其中：

图1示出了本实用新型的电机的剖视图。

图2示出了本实用新型的轴电压消除装置的示意图。

所有附图都只是示意性的，而且并不一定按比例绘制，此外它们仅示出为了阐明本实用新型而必需的那些部分，其他部分被省略或仅仅提及。即，除附图中所示出的部件外，本实用新型还可以包括其他部件。

在附图中，相同的和/或功能相同的技术特征采用相同或相似的附图标记。

具体实施方式

下面参照附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本实用新型。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的特征或限定，除非在权利要求中明确提出。

在以下描述中可能使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“径向”、“轴向”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对实用新型技术方案形成任何限定。此外，在下文中使用了例如“第一”、“第二”等术语来描述本申请的元件，这些术语仅用于区分各个元件，而无欲限制这些元件的本质、序列、顺序或数目。

图1示出了本实用新型的电机的剖视图。从图1中可以看出，本实用新型的电机包括壳体组件100、转子组件200以及定子组件300。壳体组件100包括在轴向上位于两端的第一端盖101和第二端盖102，以及位于第一端盖101和第二端盖102之间的圆筒形部分103。第一端盖101和第二端盖102可以通过可拆卸的方式固定连接到圆筒形部分103，例如通过螺栓连接。壳体组件100形成用于容纳转子组件200以及定子组件300的空间。

转子组件200包括转子轴201，转子轴201内部具有沿其轴向延伸的空腔202，用于供冷却液流过。此外，在转子轴201上还设置有多个开口203，冷却液可以从空腔202在开口203处流出，以对壳体组件100内的部件进行冷却。转子轴201的两端分别通过第一轴承204和第二轴承205支撑在壳体组件100上。具体地，第一轴承204可以容纳在第一端盖101上的安装孔内，第二轴承205可以容纳在第二端盖102上的安装孔内。由此，转子轴可以相对于壳体组件100旋转，输出动力。在转子轴201的空腔202内的冷却液也可以随着转子轴201的旋转而通过开口203被甩出去。

开口203可以设置有一组或多组。例如，在图1中，在靠近第一轴承204的位置，设置有第一组开口。第一组开口沿转子轴201的周向设置。第一组开口203优选地设置成在转子轴201的周向方向上均匀布置。此外，在靠近第二轴承205的位置、或者准确地说在轴向上相对于第二轴承更靠近转子轴201的中间部分的位置，设置有第二组开口。同样地，第二组开口沿转子轴201的周向设置，且优选地设置成在转子轴201的周向上均匀布置。

为了便于制造，转子轴201可以由两部分形成，在这两部分中分别设置有空腔。图1中用不同的剖面线示出了形成转子轴201的两部分。转子轴201还具有多个直径不同的部分。作为一种可行的实施方式，转子轴201的中间部分直径最大，其余部分的直径可以依次减小，从而在转子轴201上形成阶梯部。由此，阶梯部可以形成止挡部，在安装和电机的运行过程中，为转子轴201以及安装于转子轴201上的部分提供轴向的定位作用。

定子组件300包括定子铁芯301。定子铁芯301呈圆筒形结构，在其径向内侧设置有多个齿槽，用于容纳定子绕组的一部分。在轴向上，定子绕组的两端超出定子铁芯301的两端。图1示出了定子绕组的第一端302和第二端303。在轴向上，定子组件300位于第一轴承204和第二轴承205之间。

图1中所示的通过转子轴内部的空腔来作为冷却液的流通通道的方式仅仅是一种示例性的方式。本领域技术人员可以采用其他可行的方式来对电机进行冷却。例如，可以采用在定子铁芯301上开设用于冷却液流通的通道来实现冷却液的流动，从而对电机内的部件进行冷却。或者也可以同时采用转子轴上和定子铁芯上都设置冷却液流通通道的方式。通过上述方式，在电机的运行过程中，在壳体组件100所形成的空间内部，存在冷却液。因此，所使用的冷却液是绝缘冷却液，例如绝缘的冷却油。

在电机的运行过程中，基于多种原因会在电机轴上产生轴电压。例如，因为PWM逆变器存在高速切换频率，因此变频器会在交流电机内产生轴电压。正常运行期间，这些驱动器中使用的绝缘栅双极型晶体管的高速切换频率通过定子和转子之间的寄生电容在电机轴上产生共模电压。这些电压的峰值可以高达10-40V，且这些放电极为频繁，每小时可达几百万次，这会导致轴承上产生凹坑。而凹坑会导致轴承的运行不平稳，进而导致电机的运行不平稳，从而造成不期望的噪音和振动，乃至使电机发生损坏。

为此，本实用新型提出了一种轴电压消除装置，以将在电机运行过程中产生的轴电压引走，从而避免轴承的损坏。

图2示出了本实用新型的轴电压消除装置的示意图。结合对图1的描述可知，由于在电机运行过程中，电机的壳体组件的内部存在冷却液，由此轴承能够得到冷却和润滑，这同时会使得转子轴201上存在冷却液。从图2可以看出，本实用新型的轴电压消除装置包括密封装置401，设置于转子轴210上。密封装置401可以选用油封或者其他可行的形式。当采用油封时，油封以过盈配合的方式套设于转子轴201上。密封装置401在轴向上相比第一轴承204更靠近电机外部。以密封装置401所在位置为界，转子轴201被分为第一部分和第二部分，第一轴承204位于第一部分。由此，密封装置阻隔了电机的壳体组件的内部的冷却液沿着转子轴201的轴向或者从其他方向移动到转子轴201的第二部分。也就是说，在转子轴201的末端，因为其位于密封装置401外侧的部分，不存在冷却液。

密封装置401可以位于壳体组件100的空间的内部，也可以位于壳体组件100的空间的外部，只要能够阻隔冷却液，在转子轴201上形成不存在冷却液的部分即可。

进一步地，本实用新型的轴电压消除装置还包括设置于转子轴201上的导电装置403。导电装置403可以采用碳刷或者导电环等形式，只要能够使转子轴201接地即可。作为一种可行的方式，导电装置403同时与电机的壳体连接，而壳体本身接地，由此使转子轴201接地。

申请人发现，对于碳刷等导电装置来说，如果将其应用于转子轴上存在冷却液的环境中，由于油会在转子轴上形成油膜，这会使得导电装置因为油膜的存在而无法将轴电压顺利地导走。因此，必须使用密封装置在转子轴上形成不存在冷却液的部分，导电装置才能够可靠地发挥作用。

由上可知，本实用新型的轴电压消除装置设置在电机的一端，通过密封装置阻断电机腔体内的冷却液，在转子轴上形成了不存在冷却液的部分，进而在这一部分上设置了导电装置，将轴电压接地导走。

电机的转子轴201与其他元件连接，从而用于驱动其他元件旋转。在此，定义电机与其他元件连接的一端为前端，另一端为后端。本实用新型的轴电压消除装置优选地设置在后端，从而避免对电机的安装、与其他元件的连接等造成影响。

进一步地，还设置有保护罩402，以便将电机的转子轴201的末端以及导电装置403保护起来。

由上可知，本实用新型通过使用密封装置和导电装置的组合，解决了电机的轴电压问题。相比于使用绝缘轴承来隔断轴电压对轴承的影响的方案，以及使用导电轴承来对转子轴接地的方案，本实用新型的方案结构简单、性能可靠同时成本更低。

参考以上的示意性实施例已经对本实用新型做出了清楚、完整的说明，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，通过对所公开的技术方案的修改可以设想各种其它的实施例。这些实施例应当被理解成落在本实用新型的基于权利要求和其任何等同技术方案所确定的范围之内。

Claims (10)

1.一种电机，所述电机是液冷电机，其特征在于，所述电机包括：

壳体组件，所述壳体组件接地且内部形成有空间；

转子组件，所述转子组件具有转子轴，所述转子轴穿过所述壳体组件的空间并在其两端各通过轴承可转动地支撑在所述壳体组件上；

定子组件，所述定子组件位于所述壳体组件的空间内；

所述电机还包括密封装置和导电装置，所述密封装置设置于转子轴上并将转子轴划分为第一部分和第二部分，所述轴承位于所述第一部分，所述密封装置阻止所述空间内的冷却液移动到所述第二部分，所述导电装置与所述第二部分以及所述壳体组件连接。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述密封装置位于所述壳体组件形成的空间之内。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述密封装置位于所述壳体组件形成的空间之外。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述密封装置是油封，所述油封以过盈配合的方式套设于所述转子轴上。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述导电装置是导电刷或导电环。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述电机包括保护罩，用于保护所述导电装置免于外部环境的影响。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，

所述电机包括两个端盖，每个端盖分别容纳对应的用于支撑转子轴的轴承；所述保护罩与其中一个端盖固定连接并形成用于容纳所述导电装置的空间。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述转子轴设置有用于供冷却液通过的流道，或者所述定子组件的定子铁芯设置有用于供冷却液通过的流道。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的电机，其特征在于，

所述密封装置和导电装置设置在与电机输出端相对的另一端。

10.一种电驱系统，包括逆变器和减速器中的至少一者，其特征在于，所述电驱系统还包括根据权利要求1-9中任一项所述的电机。