DE102017109050A1 - Capacitive bypass for reducing electrical shaft voltages or bearing voltages - Google Patents

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DE102017109050A1
DE102017109050A1 DE102017109050.9A DE102017109050A DE102017109050A1 DE 102017109050 A1 DE102017109050 A1 DE 102017109050A1 DE 102017109050 A DE102017109050 A DE 102017109050A DE 102017109050 A1 DE102017109050 A1 DE 102017109050A1
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Matthias Goß
Michael Malzer
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    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Reduktion einer Wellenspannung (U) an einer Welle bzw. einer Lagerspannung (U) zwischen einer Welle und einem Gehäuse. Dabei lagert ein Wälzlager die Welle gegenüber dem Gehäuse und weist dabei eine Kapazität des Wälzlagers (C) auf. Elektrisch parallel dazu liegt eine weitere Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (C) durch die Anordnung von Welle und Gehäuse vor. Erfindungsgemäß wird eine zusätzliche Bypass-Kapazität (C) ebenfalls elektrisch parallel dazu angeordnet.Device and method for reducing a shaft voltage (U) on a shaft or a bearing voltage (U) between a shaft and a housing. In this case, a roller bearing supports the shaft relative to the housing and has a capacity of the rolling bearing (C). Electrically parallel to this there is a further capacitance between shaft and housing (C) through the arrangement of shaft and housing. According to the invention, an additional bypass capacitance (C) is also arranged electrically parallel thereto.

Description

Für die Lager eines Elektromotors sind neben der mechanischen Abnutzung durch Wellenrotation, elektrische Ströme, die über die Lager von der Motorwelle gegen Masse fließen ein weiterer Grund für Verschleiß. Spannungen einer gewissen Größenordnung können die Isolierungseigenschaften der Lagerschmierung überwinden, wobei Funken entstehen, die zu Lochfraß, geriffelter Oberfläche, Fusionskratern und schließlich zum vorzeitigen Versagen der Lager und des Motors führen können. Eine Lagerspannung, d. h. die Spannung zwischen beiden Lagerschalen korreliert dabei meist mit einer Wellenspannung, d. h. der Spannung zwischen der Welle und Masse.For the bearings of an electric motor, in addition to the mechanical wear due to shaft rotation, electrical currents flowing through the bearings of the motor shaft to ground another reason for wear. Voltages of a certain magnitude can overcome the isolation characteristics of bearing lubrication, creating sparks that can lead to pitting, corrugated surfaces, fusion craters, and eventually premature failures of the bearings and motor. A bearing voltage, d. H. the tension between the two bearing shells is usually correlated with a shaft tension, d. H. the tension between the shaft and mass.

Gleiches gilt neben den Lagern für andere Komponenten, wie Zahnräder, bei denen elektrische Entladungen Schäden hervorrufen können.The same applies to the bearings for other components, such as gears, where electrical discharges can cause damage.

Bei der Lagerung eines Elektromotors können verschiedene Effekte auftreten, welche eine Spannung an einer Welle des Motors erzeugen können. Gemäß den Ausführungen aus „Antriebstechnik 37“ (1998) Nr. 7, beschreibt der Artikel „Drehgeberschutz durch Einbau isolierter Kugellager“ möglichen Ursachen dafür:When storing an electric motor, various effects can occur which can generate a voltage on a shaft of the motor. According to the statements from "Antriebstechnik 37" (1998) No. 7, the article "Encoder protection by installation of isolated ball bearings" describes possible causes for this:

Asymmetrien im magnetischen Kreis zwischen Rotor und Stator während der Drehbewegung können unerwünschte magnetische Flüsse nach sich ziehen, die in der von Welle, Lager und Gehäuse gebildeten Schleife einen Strom induzieren.Asymmetries in the magnetic circuit between the rotor and stator during rotation can cause unwanted magnetic fluxes that induce current in the loop formed by the shaft, bearings and housing.

Zwischen dem Stator und dem Rotor eines Elektromotors existiert eine kapazitive Kopplung. Die führt zu kapazitiv auf den Rotor übertragenen Strömen, die über die Lager nach Masse abfließen wollen. Dabei weisen Motoren, die mit sinusförmiger Wechselspannung versorgt werden, eine geringere Spannung zwischen Welle bzw. Lager und Motorgehäuse auf als Motoren, die von schnell schaltenden Antrieben mit variabler Frequenz (Frequenzumrichter) versorgt werden. Bei letzteren können diese Spannungen im Vergleich ein Vielfaches betragen.There is a capacitive coupling between the stator and the rotor of an electric motor. This leads to capacitively transferred to the rotor currents that want to flow through the bearings to ground. In this case, motors that are supplied with sinusoidal AC voltage have a lower voltage between shaft or bearing and motor housing than motors that are supplied by fast-switching drives with variable frequency (frequency converter). In the latter case, these voltages can amount to a multiple in comparison.

Fremdspannungen von unzureichend isolierten Maschinen können eine Potenzialdifferenz auf die Welle übertragen, deren resultierender Strom wieder gegen Masse abfließen will.External voltages from insufficiently isolated machines can transfer a potential difference to the shaft whose resulting current wants to drain again to ground.

Keil-, Zahnriemen und Schmierstoffe, die nicht antistatisch ausgestattet sind, können zu einer elektrostatischen Aufladung der Maschinenteile führen.V-belts, timing belts and lubricants that are not antistatically equipped can lead to electrostatic charging of the machine parts.

Axial durchsetzte Magnetfelder, insbesondere bei Maschinen mit Gleitlagern und mit Asymmetrien in der Wicklung, können zwischen Anfang und Ende der Lagerschalen einen Spannungsunterschied (Unipolar-Spannung) aufweisen.Axially interspersed magnetic fields, especially in machines with plain bearings and with asymmetries in the winding, can have a voltage difference (unipolar voltage) between the beginning and end of the bearing shells.

Diese Auflistung wird nicht als abschließend erachtet.This listing is not considered final.

Eine übliche Gegenmaßnahme ist die Erdung der Welle oder eine konstruktive Maßnahme zum Kurzschluss der Lagerhälften, wie z. B. der Einsatz von leitenden Bürsten, um die Wellenspannung abzubauen. Weiterhin können leitfähige Dichtungen oder Schleifringe eingesetzt werden, die aber den Nachteil haben, dass sich über die Lebensdauer die Kontakteigenschaften verschlechtern können. Leitfähige Lagerfette oder Öle basieren auf leitfähigen Zusatzstoffen, bei denen die Funktionsfähigkeit von deren Verteilung im Schmiermedium abhängt und somit nicht immer konstant gegeben ist.A common countermeasure is the grounding of the shaft or a constructive measure to short the bearing halves, such. As the use of conductive brushes to reduce the shaft voltage. Furthermore, conductive seals or slip rings can be used, but have the disadvantage that may deteriorate over the life of the contact properties. Conductive bearing greases or oils are based on conductive additives in which the functionality depends on their distribution in the lubricating medium and thus is not always constant.

Alternativ können auch, wie beschrieben, die Lagerhälften ausreichend stark voneinander isoliert werden, so dass ein Stromfluss unterdrückt wird.Alternatively, as described, the bearing halves can be sufficiently isolated from each other, so that a current flow is suppressed.

Eine ganz andere Maßnahme sieht die EP1445850A1 vor. Hier erzeugt eine Kompensationsschaltung eine Kompensation des unerwünschten Lagerstroms. Dabei wird über einen künstlichen Sternpunkt, in dem die Spannungen der 3 Phasen eines Elektromotors bzw. Umrichters mittels Kondensatoren zusammen geschaltet werden, ein Referenzsignal für die Kompensation bereitgestellt. Eine entgegengerichtete Spannung wird dabei aus diesen Strömen über einen Umpol-Transformator erzeugt, die am Ende in einem Kompensationsstrom resultiert, der über einen Koppelkondensator auf die Welle eingespeist wird.A completely different measure sees the EP1445850A1 in front. Here, a compensation circuit generates a compensation of the unwanted storage current. In this case, a reference signal for the compensation is provided via an artificial star point, in which the voltages of the three phases of an electric motor or converter are switched together by means of capacitors. An opposing voltage is generated from these currents via a Umpol transformer, which results in the end in a compensation current, which is fed via a coupling capacitor to the shaft.

Nachteilig an dieser Methode ist, dass lediglich die Spannungen der 3 Phasen als Eingangsparameter dienen, um den Kompensationsstrom bereit zu stellen. Das bedeutet, dass Streukapazitäten oder Lagerströme, die nicht im direkten Zusammenhang mit dem Motor- oder Umrichterbetrieb entstehen, nicht berücksichtigt werden und damit für diese keine Kompensation stattfindet.A disadvantage of this method is that only the voltages of the 3 phases serve as input parameters to provide the compensation current. This means that stray capacities or bearing currents, which are not directly related to the motor or inverter operation, are not taken into account and therefore no compensation takes place for them.

Außerdem ist ein gewisser Aufwand für die Kompensationsschaltung notwendig, welche weiterhin aus fehleranfälligen Bauteilen bestehtIn addition, a certain effort for the compensation circuit is necessary, which continues to consist of error-prone components

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine technische Lösung zu realisieren, die ohne eine Kompensationsschaltung und fehleranfällige Bauteile auskommt. Dabei sollen auch Einflüsse anderer Streukapazitäten vermindert werden.The object of the invention is to realize a technical solution that does not require a compensation circuit and error-prone components. At the same time influences of other stray capacities should be reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduktion einer Wellenspannung (Uw) an einer Welle bzw. einer Lagerspannung (UWL) zwischen einer Welle und einem Gehäuse. Dabei lagert ein Wälzlager die Welle gegenüber dem Gehäuse und weist dabei eine Kapazität des Wälzlagers (CWL ) auf. Elektrisch parallel dazu liegt eine weitere Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ) durch die Anordnung von Welle und Gehäuse vor. Eine zusätzliche Bypass-Kapazität (CBypass ) ist ebenfalls elektrisch parallel dazu angeordnet.This object is achieved by a device and a method for reducing a shaft voltage (Uw) on a shaft or a bearing voltage (U WL ) between a shaft and a housing. In this case, a roller bearing supports the shaft relative to the housing and has a capacity of the rolling bearing ( C WL ) on. Electrically parallel there is another capacity between shaft and housing ( C WG ) by the arrangement of shaft and housing. An additional bypass capacity ( C bypass ) is also arranged electrically parallel thereto.

Vorteilhafterweise können dabei unerwünschte Effekte, die von einer zu kleinen Gesamtkapazität ausgehen, verringert oder vermieden werden. Insbesondere eine Wellenspannung bzw. Lagerspannung und ein daraus möglicherweise resultierender zerstörerischer Lagerstrom kann dadurch reduziert werden. Dabei ist die Ursache vorteilhafterweise unerheblich.Advantageously, unwanted effects, which emanate from a too small total capacity, can be reduced or avoided. In particular, a shaft voltage or bearing voltage and possibly resulting destructive bearing current can thereby be reduced. The cause is advantageously irrelevant.

Während herkömmliche Verfahren zum Kurzschließen der Welle mit dem Gehäuse zu einer mechanischen Widerstandserhöhung, z. B. durch die Reibung der Bürsten, führen, so ist dies bei dem vorgeschlagenen kapazitiven Bypass nicht der Fall.While conventional methods of shorting the shaft to the housing result in a mechanical resistance increase, e.g. B. by the friction of the brushes lead, so this is not the case with the proposed capacitive bypass.

Dies wird durch eine zusätzliche Kapazität, die durch einen kapazitiven Bypass konstruktiv realisiert wird, umgesetzt. Diese zusätzliche Kapazität ist die Bypass-Kapazität (CBypass ).This is implemented by an additional capacity, which is realized constructively by a capacitive bypass. This additional capacity is the bypass capacity ( C bypass ).

Auch eine aufwändige und fehleranfällige Kompensationsschaltung mit mehreren Bauteilen kann so entfallen.Even a complex and error-prone compensation circuit with multiple components can be omitted.

Die Wellenspannung (Uw) entspricht üblicherweise der Spannung, die die Welle gegenüber dem Gehäuse oder Masse aufweist. Die Lagerspannung (UWL) ist die Spannung, die zwischen den beiden Lagerschalen bzw. -ringen abfällt. Wenn der innere Ring elektrisch leitend mit der Welle und der äußere mit dem Gehäuse (bzw. deren Potenzialen) verbunden ist, so sind Wellenspannung und Lagerspannung identisch.The shaft voltage (Uw) usually corresponds to the voltage which the shaft has with respect to the housing or ground. The bearing voltage (U WL ) is the voltage that drops between the two bearing shells or rings. When the inner ring is electrically connected to the shaft and the outer one is connected to the housing (or its potentials), the shaft voltage and the bearing voltage are identical.

Die Gesamtkapazität ergibt sich hierbei aus der Summe der Kapazität des Wälzlagers (CWL ), der Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ) und der ggf. vorhandenen Bypass-Kapazität (CBypass ). Diese Kapazitäten sind im Ersatzschaltbild parallel geschaltet.The total capacity results from the sum of the capacity of the rolling bearing ( C WL ), the capacity between shaft and housing ( C WG ) and the possibly existing bypass capacity ( C bypass ). These capacities are connected in parallel in the equivalent circuit diagram.

In einer erweiterten Ausführungsform ist eine Motorwicklung mit der Welle mechanisch, jedoch elektrisch isoliert verbunden. Zwischen Motorwicklung und Welle bildet sich die Kapazität zwischen einer Motorwicklung und Welle (Cw-w) aus.In an extended embodiment, a motor winding is connected to the shaft mechanically but electrically isolated. Between motor winding and shaft, the capacitance between a motor winding and shaft ( Cw-w ) out.

Die Kapazität zwischen einer Motorwicklung und Welle (Cw-w) bildet mit der in Reihe geschalteten Gesamtkapazität einen kapazitiven Spannungsteiler.The capacitance between a motor winding and shaft ( Cw-w ) forms a capacitive voltage divider with the series connected total capacitance.

Die Motorwicklung kann die elektrische Wicklung (Spule) eines Stators oder Rotors sein. Auch kann die Wicklung anstelle der eines Motors die eines Generators sein.The motor winding may be the electrical winding (coil) of a stator or rotor. Also, the winding may be that of a generator instead of a motor.

Anstatt dem Wälzlager kann auch eine andere Komponente, die Schaden durch die Wellenspannung nehmen kann, vorliegen. Neben Wälzlagern gilt dies z. B. auch für Zahnräder, welche auf der Welle montiert sein können und im Eingreifen mit einem anderen mit dem Gehäuse montierten Zahnrad ähnliche Übergangseigenschaften (Schmierfilm mit elektrischem Widerstand) und damit Problematiken wie ein Wälzlager aufweisen können.Instead of the rolling bearing can also be another component that can take damage by the shaft voltage. In addition to rolling bearings this applies z. As well as gears, which may be mounted on the shaft and in engagement with another housing-mounted gear similar transition properties (lubricating film with electrical resistance) and thus may have problems such as a rolling bearing.

Die Kapazität des Wälzlagers (CWL ), die Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ) und eine Kapazität zwischen Motorwicklung und Welle (Cw-w) werden hierbei als unerwünschte Streukapazitäten angesehen.The capacity of the rolling bearing ( C WL ), the capacity between shaft and housing ( C WG ) and a capacity between motor winding and shaft ( Cw-w ) are considered as unwanted stray capacitances.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bypass-Kapazität (CBypass ) so dimensioniert, dass die Wellenspannung (UW) bzw. Lagerspannung (UWL) einen Schwellwert nicht überschreitet. In a preferred embodiment, the bypass capacity ( C bypass ) dimensioned so that the shaft voltage (U W ) or bearing voltage (U WL ) does not exceed a threshold value.

Vorteilhafterweise kann durch Beachten dieses Schwellwerts eine Schädigung des Wälzlagers bzw. an der Welle montierter Komponenten vermieden werden. Weiterhin muss dadurch die Größe der Bypass-Kapazität (Cbypass ) nicht unnötigerweise über ein notwendiges Maß hinaus gewählt werden, was einen unnötigen Aufwand zur Folge hätte.Advantageously, damage to the rolling bearing or components mounted on the shaft can be avoided by observing this threshold value. Furthermore, the size of the bypass capacity ( C bypass ) are not unnecessarily chosen beyond a necessary level, which would result in an unnecessary expense.

Dadurch, dass die Kapazität des Wälzlagers (CWL ), die Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ) und die Kapazität zwischen Motorwicklung und Welle (CW-W ) bekannt sind bzw. vorab einmalig gemessen werden können, lässt sich die notwendige Bypass-Kapazität berechnen, wenn der Spannungsabfall zwischen Motorwicklung und Welle (UW-W), sowie die maximal zulässige Wellenspannung (UW) bzw. Lagerspannung (UWL) bekannt sind.Because the capacity of the rolling bearing ( C WL ), the capacity between shaft and housing ( C WG ) and the capacity between motor winding and shaft ( C WW ) are known or can be measured beforehand once, the necessary bypass capacity can be calculated if the voltage drop between the motor winding and shaft (U WW ), and the maximum permissible shaft voltage (U W ) or bearing voltage (U WL ) are known ,

Dies erfolgt gemäß einer Formel, die sich aus dem kapazitiven Spannungsteilerverhältnis herleiten lässt: Kapazitiver Spannungsteiler: U WL / U W-W = C W-W / ( C WL + C W G + C Bypass )

Figure DE102017109050A1_0001
augelöst nach der Lagerspannung: U WL = C W W / ( C WL + C W G + C Bypass ) * U W W
Figure DE102017109050A1_0002
This is done according to a formula that can be derived from the capacitive voltage divider ratio: Capacitive voltage divider: U WL / U WW = C WW / ( C WL + C W - G + C bypass )
Figure DE102017109050A1_0001
released according to the bearing tension: U WL = C W - W / ( C WL + C W - G + C bypass ) * U W - W
Figure DE102017109050A1_0002

Die maximal zulässige Lagerspannung (und damit der Schwellwert) ergibt sich meist so, dass bei dieser noch keine zerstörerischen, d. h. abrasiven Entladungen stattfinden. Dabei sind die Spannungsspitzen zu berücksichtigen, die z. B. durch den Gleichtaktstrom eines Frequenzumrichters erzeugt werden. Gleiches gilt für eine Wellenspannung (Uw).The maximum allowable bearing stress (and thus the threshold value) is usually such that in this still no destructive, d. H. Abrasive discharges take place. The voltage peaks are to be considered, the z. B. be generated by the common mode current of a frequency converter. The same applies to a shaft voltage (Uw).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bypass-Kapazität (CBypass ) durch eine konstruktiv eigenständige Maßnahme erzeugt.In a preferred embodiment, the bypass capacity ( C bypass ) generated by a structurally independent measure.

Vorteilhafterweise kann dadurch die Bypass-Kapazität willentlich und nicht nur zufällig bereitgestellt werden.Advantageously, this allows the bypass capacity to be provided willfully rather than randomly.

Das bedeutet, dass eine konstruktive Maßnahme durchgeführt wird, die ohne den Wunsch der Erhöhung der Bypass-Kapazität (CBypass ) keinen Sinn machen würde oder keinen anderen (primären) Zweck hat.This means that a design measure is carried out without the desire to increase the bypass capacity ( C bypass ) would make no sense or have no other (primary) purpose.

Beispiele solcher konstruktiver Maßnahmen:Examples of such constructive measures:

Die Ausgestaltung der Form der Welle und/oder des Gehäuses oder die Lage zueinander, so dass die Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ) erhöht wird, wobei der Anteil der Erhöhung der Bypass-Kapazität (CBypass ) entspricht. Die Welle kann z. B. eine Verdickung aufweisen, so dass der Abstand zum Gehäuse verringert wird und der dazwischen befindliche Luftspalt verkleinert wird, was gemäß dem Prinzip eines Plattenkondensators zu einer Kapazitätserhöhung führt.The configuration of the shape of the shaft and / or the housing or the position to each other, so that the capacity between shaft and housing ( C WG ), the proportion of the increase in the bypass capacity ( C bypass ) corresponds. The wave can z. B. have a thickening, so that the distance is reduced to the housing and the air gap located therebetween is reduced, which leads to an increase in capacity according to the principle of a plate capacitor.

Verwendung eines breiteren Lagers ohne dass dafür eine mechanische Notwendigkeit besteht, so dass die Flächen der Lagerschalen gegeneinander vergrößert werden, was gemäß dem Prinzip eines Plattenkondensators zu einer Kapazitätserhöhung führt.Using a wider bearing without a mechanical need for it, so that the surfaces of the bearing shells are increased against each other, which leads to an increase in capacity according to the principle of a plate capacitor.

Einbau eines eigenständigen kapazitiven Bauteils, wie im Folgenden beschrieben.Installation of an independent capacitive component, as described below.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bypass-Kapazität (CBypass ) durch ein eigenständiges Bauteil bzw. Bauteilgruppe bereitgestellt.In a preferred embodiment, the bypass capacity ( C bypass ) provided by an independent component or component group.

Vorteilhafterweise kann durch die Bereitstellung des kapazitiven Bypass als eigenständiges Bauteil eine einfachere Montage, Nachrüstbarkeit oder Wartbarkeit bewirkt werden.Advantageously, the provision of the capacitive bypass as an independent component simpler installation, retrofitting or maintainability can be effected.

Eigenständig bedeutet vorliegend, dass das eigenständige Bauteil primär oder ausschließlich dem Zweck der Bereitstellung der Bypass-Kapazität dient. Als solches Bauteil scheiden daher z. B. das Gehäuse 3, die Welle 2 und das Wälzlager 4 selbst aus.Stand-alone in this case means that the independent component serves primarily or exclusively for the purpose of providing the bypass capacity. As such component therefore z. B. the housing 3 , the wave 2 and the rolling bearing 4 even out.

Je nach Verwendung der Begrifflichkeit kann von einem Bauteil oder einer Bauteilgruppe die Rede sein. Ein Plattenkondensator beispielsweise kann als ein Bauteil aufgefasst werden oder als Bauteilgruppe mit beiden Platten als Bauteile. Depending on the use of the term may be a component or a group of components talk. A plate capacitor, for example, can be considered as one component or as a component group with both plates as components.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Teil des eigenständigen Bauteils bzw. Bauteilgruppe eine elektrisch leitende Verbindung mit der Welle und ein anderer Teil mit dem Gehäuse auf.In a preferred embodiment, a part of the independent component or component group has an electrically conductive connection with the shaft and another part with the housing.

Vorteilhafterweise bildet die elektrisch leitende Verbindung eines separaten Bauteils mit einer Bypass-Kapazität (CBypass ) eine Möglichkeit für eine Parallelschaltung zur Kapazität des Wälzlagers (CWL ) und der Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ).Advantageously, the electrically conductive connection of a separate component with a bypass capacitance ( C bypass ) a possibility for a parallel connection to the capacity of the rolling bearing ( C WL ) and the capacity between shaft and housing ( C WG ).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bypass-Kapazität (CBypass ) durch eine Anordnung koaxialer Rohre bereitgestellt.In a preferred embodiment, the bypass capacity ( C bypass ) provided by an array of coaxial tubes.

Vorteilhafterweise kann so eine Bypass-Kapazität durch eine konkrete konstruktive Maßnahme, nämlich der Anordnung zweier Rohre, erzeugt werden.Advantageously, such a bypass capacity can be generated by a concrete structural measure, namely the arrangement of two tubes.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bypass-Kapazität (CBypass ) durch eine Anordnung radial ausgerichteter Scheiben 6 bereitgestellt.In a preferred embodiment, the bypass capacity ( C bypass ) by an array of radially aligned discs 6 provided.

Vorteilhafterweise kann so eine Bypass-Kapazität durch eine konkrete konstruktive Maßnahme, nämlich der Anordnung zweier radial ausgerichteter Scheiben, erzeugt werden.Advantageously, such a bypass capacity can be generated by a concrete structural measure, namely the arrangement of two radially aligned discs.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bauteil bzw. die Bauteilgruppe mit dem Wälzlager 4 verbunden.In a preferred embodiment, the component or the component group with the rolling bearing 4 connected.

Vorteilhafterweise wird damit ein Modul (integriertes Wälzlager) bereitgestellt, das als solches separat vertrieben werden kann und/oder eine vereinfachte Montage ermöglicht. Weiterhin muss kein extra Montageschritt für das Montieren des kapazitiven Bypass ausgeführt werden, sondern dies geschieht bei der Montage des integrierten Wälzlagers automatisch.Advantageously, a module (integrated rolling bearing) is thus provided, which can be sold separately as such and / or enables simplified assembly. Furthermore, no extra mounting step for mounting the capacitive bypass must be performed, but this happens automatically during assembly of the integrated bearing.

In einer erweiterten Ausführungsform ist der kapazitive Bypass oder Teile davon als Dichtung des Wälzlagers oder als Dichtung im Wälzlager integriert.In an extended embodiment, the capacitive bypass or parts thereof is integrated as a seal of the rolling bearing or as a seal in the rolling bearing.

In einer alternativen Ausführungsform ist der kapazitive Bypass vom Wälzlager mechanisch getrennt, d. h. nicht verbunden. Das Bauteil bzw. die Baugruppe des kapazitiven Bypass wird dann z. B. direkt mit der Welle und dem Gehäuse und nicht mit dem Wälzlager mechanisch verbunden.In an alternative embodiment, the capacitive bypass is mechanically separated from the rolling bearing, i. H. not connected. The component or the module of the capacitive bypass is then z. B. mechanically connected directly to the shaft and the housing and not with the rolling bearing.

Vorteilhafterweise kann durch die separate, d. h. vom Wälzlager unabhängige Anbringung des kapazitiven Bypass die Wartbarkeit erhöht werden. Ein Austauschen lediglich des kapazitiven Bypass oder nur des (z. B. abgenutzten) Wälzlagers wird somit ermöglicht, ohne die jeweils andere Komponente mit austauschen zu müssen. Auch kann der kapazitive Bypass als Zusatzmodul zur Nachrüstung angeboten werden.Advantageously, by the separate, d. H. independent of the bearing mounting of the capacitive bypass the maintainability can be increased. Replacement of only the capacitive bypass or only the (eg worn) rolling bearing is thus made possible, without having to exchange the other component with. Also, the capacitive bypass can be offered as an additional module for retrofitting.

Der Begriff Welle ist nicht exakt dahin gehend zu verstehen, dass es sich um ein rotierendes Maschinenelement handelt, welches nur Torsionskräfte überträgt. Eine Welle im erfindungsgemäßen Sinne kann genau so gut eine Achse, Stange, Bolzen oder ein anderes Bauteil sein. Entscheidend ist, dass es eine Anordnung ist, in der eine unerwünschte Spannung (Störspannung), hier als Wellenspannung bezeichnet, auftritt. The term shaft is not to be understood as meaning that it is a rotating machine element which transmits only torsional forces. A shaft in the sense of the invention can be just as good an axle, rod, bolt or other component. The decisive factor is that it is an arrangement in which an undesired voltage (interference voltage), referred to here as shaft voltage, occurs.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:

  • 1a ein kapazitives Ersatzschaltbild ohne Bypass
  • 1b ein kapazitives Ersatzschaltbild mit Bypass
  • 2a einen axial integrierten Bypass
  • 2b einen axialer separaten Bypass
  • 3a einen radial integrierten Bypass
  • 3b einen radialen separaten Bypass
Show it:
  • 1a a capacitive equivalent circuit without bypass
  • 1b a capacitive equivalent circuit with bypass
  • 2a an axially integrated bypass
  • 2 B an axial separate bypass
  • 3a a radially integrated bypass
  • 3b a radial separate bypass

1a zeigt ein kapazitives Ersatzschaltbild für eine Vorrichtung ohne einen erfindungsgemäßen Bypass. Dabei sind folgende (Streu-)kapazitäten vorhanden: 1a shows a capacitive equivalent circuit diagram for a device without a bypass according to the invention. The following (stray) capacities are available:

Zwischen der Motorwicklung 1 und der Welle 2 bildet sich eine Kapazität zwischen Motorwicklung und Welle CW-W aus. Zwischen der Welle und dem Gehäuse bildet sich eine Kapazität zwischen Welle und Gehäuse CW-G aus. Zwischen den beiden Lagerschalen eines Wälzlagers 4 (hier nicht dargestellt), bildet sich eine Kapazität des Wälzlagers CWL aus. Da die Lagerschalen elektrisch leitend und mit der Welle auf der einen und dem Gehäuse auf der anderen Seite leitend verbunden sind, existiert die Kapazität zwischen Welle und Gehäuse CW-G parallel zur Kapazität des Wälzlagers CWL .Between the motor winding 1 and the wave 2 forms a capacity between motor winding and shaft C WW out. Between the shaft and the housing forms a capacity between shaft and housing C WG out. Between the two bearing shells of a rolling bearing 4 (not shown here), forms a capacity of the rolling bearing C WL out. Since the bearing shells are electrically conductive and conductively connected to the shaft on one side and the housing on the other side, the capacitance between shaft and housing exists C WG parallel to the capacity of the rolling bearing C WL ,

In dieser Anordnung beschreibt sich die Formel des kapazitiven Spannungsteilers wie folgt: UWL / UW-W = CW-W / (CWL + CW-G). Aufgelöst nach UWL ergibt sich UWL = (CW-W / (CWL + CW-G)) * UW-W.In this arrangement, the formula of the capacitive voltage divider is described as follows: U WL / U WW = C WW / (C WL + C WG ). Dissolved after U WL , U WL = (C WW / (C WL + C WG )) * U WW .

Beispielhaft können daraus z. B. folgende Spannungen resultieren: Aus einer Gleichtaktspannung UCM des Motors bzw. Frequenzumrichters von 400 V, einem Spannungsabfall zwischen Motorwicklung und Welle Uw-w von 360 V resultiert durch Differenzbildung eine Wellenspannug Uw von 40 V.By way of example, from this The following voltages result from a common-mode voltage U CM of the motor or frequency converter of 400 V, a voltage drop between motor winding and shaft Uw-w of 360 V, resulting in a wave voltage Uw of 40 V by subtraction.

In 1b wird das kapazitive Ersatzschaltbild der 1a durch die erfindungsgemäße Schaltung mit Bypass wie folgt erweitert: Eine zusätzliche Kapazität, nämlich die Bypass-Kapazität CBypass wird konstruktiv so in das System eingebracht, dass sie elektrisch parallel zu den vorhandenen Kapazitäten gemäß der Darstellung im Ersatzschaltbild wirkt. Aus dem bereits beschriebenen kapazitiven Spannungsteilerverhältnis ergibt sich die neue, geringere Wellenspannung Uw bzw. Lagerspannung UWL, die durch Hinzufügen der Bypass-Kapazität CBypass entsteht. Die Bypass-Kapazität CBypass ist in der Darstellung zwischen der Welle 2 und dem Gehäuse 3 bzw. Masse wirksam.In 1b is the capacitive equivalent circuit of the 1a expanded by the inventive circuit with bypass as follows: An additional capacity, namely the bypass capacity C bypass is structurally introduced into the system so that it acts electrically parallel to the existing capacity as shown in the equivalent circuit diagram. From the capacitive voltage divider ratio already described results in the new, lower shaft voltage Uw or bearing voltage U WL , by adding the bypass capacitance C bypass arises. The bypass capacity C bypass is in the representation between the shaft 2 and the housing 3 or mass effective.

Die 2a, 2b, 3a und 3b zeigen eine Welle 2, die sich bei Eigenrotation um die Symmetrieachse SYM dreht. An die Welle 2 ist ein Wälzlager 4 - stellvertretend für andere drehbare Komponenten, wie z. B. Zahnräder, dargestellt - montiert, bevorzugt durchstößt die Welle dabei das Wälzlager axial durch dessen inneren Ring, mit dem es mechanisch und/oder elektrisch verbunden ist. Die andere Seite des Wälzlagers 4, insbesondere dessen äußerer Ring ist mit einem Gehäuse 3 verbunden, welches geerdet ist oder eine Verbindung zu Masse hat.The 2a . 2 B . 3a and 3b show a wave 2 , which in self-rotation about the symmetry axis SYM rotates. To the wave 2 is a rolling bearing 4 - Representative of other rotatable components, such. As gears, shown - mounted, preferably the shaft pierces the roller bearing axially through the inner ring, with which it is mechanically and / or electrically connected. The other side of the rolling bearing 4 , in particular whose outer ring is provided with a housing 3 connected, which is grounded or has a connection to ground.

Der kapazitive Bypass ist in der Darstellung im Spalt zwischen Welle 2 und Gehäuse 3 angeordnet. Er bildet dabei eine Kapazität gemäß dem Prinzip eines Plattenkondensators aus. Die dabei wirksamen Platten bzw. Flächen sollten bei der Drehbewegung der Welle 2 einen im Wesentlichen konstanten Abstand und Flächengröße aufweisen, damit die Drehung keinen Einfluss auf die elektrischen, insbesondere die kapazitiven Eigenschaften hat.The capacitive bypass is in the representation in the gap between shaft 2 and housing 3 arranged. It forms a capacity according to the principle of a plate capacitor. The thereby effective plates or surfaces should during the rotation of the shaft 2 have a substantially constant distance and area size, so that the rotation has no influence on the electrical, in particular the capacitive properties.

Die beiden Platten werden in den verschiedenen Figuren entweder durch ein Rohr 5 und ein Gegenrohr 5b oder eine Scheibe 6 und eine Gegenscheibe 6b realisiert.The two plates are in different figures either through a tube 5 and a counter tube 5b or a slice 6 and a counter-pane 6b realized.

Für den erfindungsgemäßen Zweck muss das Rohr 5 bzw. die Scheibe 6, die der Welle 2 abgewandt ist, mit dem Gehäuse 3 bzw. der Masse elektrisch verbunden sein. Das Gegenrohr 5b bzw. die Gegenscheibe 6b muss mit der Welle elektrisch verbunden sein. Dadurch wird die Parallelschaltung der Bypass-Kapazität CBypass umgesetzt.For the purpose of the invention, the pipe 5 or the disc 6 that the wave 2 facing away, with the housing 3 or the mass to be electrically connected. The counter tube 5b or the opposite disc 6b must be electrically connected to the shaft. This will cause the parallel connection of the bypass capacitance C bypass implemented.

In 2a und 2b ist der kapazitive Bypass durch koaxiale Rohre ausgebildet. Dieser weist zwei solcher Rohre bzw. rohrförmiger Stücke mit leitender Fläche auf, welche die Funktionalität beider Platten des Plattenkondensators übernehmen, im Speziellen ein Rohr 5 und ein Gegenrohr 5b. Die Platten sind hierbei nicht eben, sondern entsprechend dem Rohr rund geformt. Rohr 5 und Gegenrohr 5b greifen hierbei ineinander, dazu weist eines der beiden folglich einen kleineren Durchmesser auf, so dass zwischen den gegenüberliegenden Flächen (Platten), durch das ineinander schieben, ein Luftspalt entsteht, der die beiden Platten voneinander trennt. Die beiden Rohre bzw. Platten sind in der Darstellung parallel zur Welle ausgerichtet sein.In 2a and 2 B the capacitive by-pass is formed by coaxial tubes. This has two such tubes or tubular pieces with a conductive surface, which take over the functionality of both plates of the plate capacitor, in particular a tube 5 and a counter tube 5b , The plates are not flat, but shaped according to the tube round. pipe 5 and counter tube 5b in this case engage each other, to one of the two consequently has a smaller diameter, so that between the opposite surfaces (plates), through which slide into each other, an air gap is formed, which separates the two plates from each other. The two tubes or plates are aligned in the illustration parallel to the shaft.

Alternativ kann die Funktionalität einer der Platten auch durch die Welle 2 selbst gebildet werden, so dass das Gegenrohr 5b eingespart werden kann, da die Welle, sofern sie leitend ist und eine entsprechende Form aufweist, diese Funktion übernehmen kann. Der Luftspalt wird dann zwischen dem Rohr 5 und der Welle 2 ausgebildet.Alternatively, the functionality of one of the plates may also be due to the shaft 2 even be formed, so that the counter tube 5b can be saved because the wave, if it is conductive and has a corresponding shape, can take over this function. The air gap is then between the pipe 5 and the wave 2 educated.

In den 3a und 3b ist der kapazitive Bypass durch Scheiben ausgebildet, die sich in radialer Richtung zur Welle 2 erstrecken. Dieser weist zwei solcher Scheiben bzw. ringförmiger Stücke mit leitender Fläche auf, welche die Funktionalität beider Platten des Plattenkondensators übernehmen, im Speziellen eine Scheibe 6 und eine Gegenscheibe 6b. Die Flächen sollten hierbei eben sein, da sie bei Drehung gegeneinander ansonsten einen variablen Abstand aufweisen würden, der die Kapazität beeinflusst. Die Scheibe 6 und Gegenscheibe 6b drehen sich hierbei mit axialem Abstand durch die Drehung der Welle gegeneinander. Durch den axialen Abstand entsteht ein Luftspalt, der die beiden Platten (Flächen) voneinander trennt. Die beiden Scheiben bzw. Flächen sind in der Darstellung orthogonal bzw. radial zur Welle 2 ausgerichtet. In the 3a and 3b the capacitive by-pass is formed by disks extending in radial direction to the shaft 2 extend. This has two such discs or annular pieces with a conductive surface, which take over the functionality of both plates of the plate capacitor, in particular a disc 6 and a counter-pane 6b , The surfaces should be flat in this case, since they would otherwise have a variable distance when rotated against each other, which affects the capacity. The disc 6 and counter-disc 6b rotate here with axial distance by the rotation of the shaft against each other. The axial distance creates an air gap, which separates the two plates (surfaces) from each other. The two disks or surfaces are orthogonal in the illustration or radial to the shaft 2 aligned.

In den 2a und 3a ist ein integriertes Wälzlager 4b dargestellt, d. h. das Wälzlager bildet dabei mit dem kapazitiven Bypass eine bauliche Einheit bzw. Modul. Dabei sind die Teile des kapazitiven Bypass direkt am Wälzlager 4 montiert, so dass ein integriertes Wälzlager 4b als Modul bereitgestellt und geliefert werden kann.In the 2a and 3a is an integrated rolling bearing 4b shown, ie the rolling bearing forms a structural unit or module with the capacitive bypass. The parts of the capacitive bypass are directly on the rolling bearing 4 mounted, so that an integrated rolling bearing 4b can be provided and delivered as a module.

In den 2b und 3b ist im Gegensatz dazu ein separater (bzw. stand-alone) kapazitiver Bypass dargestellt, der nicht mit dem Wälzlager 4 direkt mechanisch verbunden ist. Dabei haben die Rohre 5 bzw. Scheiben 6 keine direkte mechanische Verbindung mit dem Wälzlager 4. Stattdessen sind sie, elektrisch mit dem Gehäuse 3 verbunden. Das optionale Gegenrohr 5b bzw. Gegenscheibe 6b ist mit der Welle 2 elektrisch leitend verbunden.In the 2 B and 3b In contrast, a separate (or stand-alone) capacitive bypass is shown, which is not with the rolling bearing 4 directly mechanically connected. The pipes have 5 or slices 6 no direct mechanical connection with the rolling bearing 4 , Instead, they are, electrically, with the case 3 connected. The optional counter tube 5b or counter-disk 6b is with the wave 2 electrically connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Motorwicklungmotor winding
22
Wellewave
33
Gehäusecasing
44
Wälzlagerroller bearing
4b4b
integriertes Wälzlagerintegrated rolling bearing
55
koaxiales Rohrcoaxial tube
5b5b
Gegenrohragainst pipe
66
radiale Scheiberadial disc
6b6b
Gegenscheibecounter-disk
CW-W C WW
Kapazität zwischen Motorwicklung und WelleCapacity between motor winding and shaft
CWL C WL
Kapazität des WälzlagersCapacity of the rolling bearing
CW-G C WG
Kapazität zwischen Welle und GehäuseCapacity between shaft and housing
CBypass C bypass
Bypass-KapazitätBypass capacitance
SYMSYM
Symmetrieachseaxis of symmetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1445850 A1 [0012]EP 1445850 A1 [0012]

Claims (9)

Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (Uw) an einer Welle (2) bzw. einer Lagerspannung (UWL) zwischen einer Welle (2) und einem Gehäuse (3), wobei ein Wälzlager (4) die Welle (2) gegenüber dem Gehäuse (3) lagert und dabei eine Kapazität des Wälzlagers (CWL) aufweist, während elektrisch parallel dazu eine weitere Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G) durch die Anordnung von Welle (2) und Gehäuse (3) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Bypass-Kapazität (CBypass) ebenfalls elektrisch parallel dazu angeordnet ist.Device for reducing a shaft voltage (Uw) on a shaft (2) or a bearing voltage (U WL ) between a shaft (2) and a housing (3), wherein a rolling bearing (4) the shaft (2) relative to the housing ( 3) and thereby has a capacity of the rolling bearing (C WL ), while electrically parallel to a further capacitance between the shaft and housing (C WG ) by the arrangement of shaft (2) and housing (3) is present, characterized in that a additional bypass capacitance (C bypass ) is also arranged electrically parallel thereto. Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (UW), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Kapazität (CBypass) so dimensioniert ist, dass die Wellenspannung (UW), bzw. Lagerspannung (UWL) einen Schwellwert nicht überschreitet.Device for reducing a shaft voltage (U W ), or a bearing voltage (U WL ), according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass capacitance (C Bypass ) is dimensioned so that the shaft voltage (U W ), or Bearing voltage (U WL ) does not exceed a threshold value. Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (UW), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Kapazität (CBypass) durch eine konstruktiv eigenständige Maßnahme erzeugt wird.Device for reducing a shaft voltage (U W ), or a bearing voltage (U WL ), according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass capacity (C Bypass ) is generated by a structurally independent measure. Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (UW), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Kapazität (CBypass) durch ein eigenständiges Bauteil bzw. Bauteilgruppe bereitgestellt wird.Device for reducing a shaft voltage (U W ), or a bearing voltage (U WL ), according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass capacitor (C Bypass ) is provided by an independent component or component group. Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (Uw), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des eigenständigen Bauteils bzw. Bauteilgruppe eine elektrisch leitende Verbindung mit der Welle (2) und ein anderer Teil mit dem Gehäuse (3) aufweist.Device for reducing a shaft voltage (Uw), or a bearing voltage (U WL ), after Claim 4 , characterized in that a part of the independent component or component group has an electrically conductive connection with the shaft (2) and another part with the housing (3). Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (UW), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Kapazität (CBypass) durch eine Anordnung koaxialer Rohre (5) bereitgestellt wird.Device for reducing a shaft voltage (U W ), or a bearing voltage (U WL ), according to one of Claims 4 to 5 , characterized in that the bypass capacity (C Bypass ) is provided by an arrangement of coaxial tubes (5). Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (UW), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypass-Kapazität (CBypass) durch eine Anordnung radial ausgerichteter Scheiben (6) bereitgestellt wird.Device for reducing a shaft voltage (U W ), or a bearing voltage (U WL ), according to one of Claims 4 to 5 , characterized in that the bypass capacitance (C Bypass ) is provided by an arrangement of radially aligned discs (6). Vorrichtung zur Reduktion einer Wellenspannung (UW), bzw. einer Lagerspannung (UWL), nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil bzw. die Bauteilgruppe mit dem Wälzlager (4) verbunden ist.Device for reducing a shaft voltage (U W ), or a bearing voltage (U WL ), according to one of Claims 4 to 7 , characterized in that the component or the component group with the rolling bearing (4) is connected. Verfahren zur Reduktion einer Wellenspannung (UW) an einer Welle (2), bzw. einer Lagerspannung (UWL) zwischen einer Welle (2) und einem Gehäuse (3), wobei ein Wälzlager (4) die Welle (2) gegenüber dem Gehäuse (3) lagert und dabei eine Kapazität des Wälzlagers (CWL) aufweist, während elektrisch parallel dazu eine weitere Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G) durch die Anordnung von Welle (2) und Gehäuse (3) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Bypass-Kapazität (CBypass) ebenfalls elektrisch parallel dazu erzeugt wird.A method for reducing a shaft voltage (U W ) on a shaft (2), or a bearing voltage (U WL ) between a shaft (2) and a housing (3), wherein a roller bearing (4) the shaft (2) relative to the Housing (3) and thereby has a capacity of the rolling bearing (C WL ), while electrically parallel to a further capacitance between the shaft and housing (C WG ) by the arrangement of shaft (2) and housing (3) is present, characterized that an additional bypass capacitance (C bypass ) is also generated electrically parallel thereto.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020215977A1 (en) 2020-12-16 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung roller bearing

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021204098A1 (en) 2021-04-26 2022-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Device for electrically coupling a rotatably mounted shaft and drive system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1445850A1 (en) 2003-02-07 2004-08-11 Ab Skf Arrangement for protecting the bearing of an electrical machine against demaging shaft current
US20080088187A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-17 Hitachi, Ltd Electric Motor with Reduced EMI
DE102013212319A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Capacitive electrical connection of a rotor shaft of an electric motor
US20160329780A1 (en) * 2014-02-05 2016-11-10 C-Motive Technologies Inc. Rotary capacitor for shunting high frequency bearing currents and reducing emi in electric machinery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6670733B2 (en) * 2001-09-27 2003-12-30 Reliance Electric Technologies, Llc System and method of reducing bearing voltage
DE102014210538A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Electric machine with turntable condenser for the discharge of HF interference currents
CN204493462U (en) * 2015-03-12 2015-07-22 温州人本轴承有限公司 A kind of conductive bearing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1445850A1 (en) 2003-02-07 2004-08-11 Ab Skf Arrangement for protecting the bearing of an electrical machine against demaging shaft current
US20080088187A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-17 Hitachi, Ltd Electric Motor with Reduced EMI
DE102013212319A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Capacitive electrical connection of a rotor shaft of an electric motor
US20160329780A1 (en) * 2014-02-05 2016-11-10 C-Motive Technologies Inc. Rotary capacitor for shunting high frequency bearing currents and reducing emi in electric machinery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020215977A1 (en) 2020-12-16 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung roller bearing

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