新能源轴承电腐蚀，如何破？
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新能源汽车驱动电机具有高功率、高电压、高转速、高频率的特性，伴随而来的是轴承电腐蚀时有发生。轴电压分四大类型，对轴承的损伤也不完全相同，这里就不一一展开了。如何限制轴承电腐蚀发生，各企业仁者见仁智者见智，不过大体分三类：扼流限制，绝缘阻断和旁路疏导。 通过在变频器的输出端放置扼流磁环或者扼流线圈，如果设计好的话，扼流环可以消耗掉变频器开启、关停时的上冲及熄灭尖峰电压，同时也会降低导体高频感抗带来的谐波电压，有效改善EMI的表现。但是需要注意的是它无法消除电机的共模电压，而汽车驱动电机恰恰是共模电压击穿导致的轴承电腐蚀最严重。另外这种方式通常需要比较大的安装空间。 通过对轴承或关联零部件的绝缘措施，将轴电流的路径切断。值得注意的是如果采用陶瓷球轴承，基本可以解决该轴承的电腐蚀问题。但如果采用绝缘涂层，在高频情况下，绝缘层的高频阻抗是非常低的，未必能承受电压冲击，这种击穿情况在其他行业时有发生。当然即使保护了绝缘轴承本身，但轴和后面的负载端都是硬连接，在轴上有电的情况下，电会通过连接点输出到负载端，并在负载端找到最薄弱处释放。和骋科技遇到大量的案例是电机前后端都用绝缘轴承，变速箱的轴承和花键被电腐蚀，损失更大！ 增加低电阻旁路，使电荷通过这个增加的旁路泄导，这样轴电压降低，通过轴承的电流会很小，并减少电压击穿风险，有效保护轴承。市面上疏导方案主流有导电碳棒、导电油封、导电油脂和接地导电环四种类型。比较有意思的是我们在产品开发时也都一一对比实验过。 1、压接导电（导电碳棒，导电金属片）： 使用碳棒一端与轴接触，另一端接地，将电导入地下防止轴电压的产生。 优势：成本低 缺点：无论碳棒还是轴都是硬质固体材料，由于接触面不会完全光洁，在高速相对运动时，其接触一定是弹跳接触。在直流或低频下，由于压簧的作用，其弹开的时间非常短，不会影响导通。但轴电压是高频电压，在碳棒弹开的瞬间，极有可能会有多个频率轴电压未被泄导，并在轴承处产生放电，腐蚀轴承。 其次，碳棒存在可靠性耐久问题。碳棒是整体材料压制，存在磨损的情况。它在工业电机行业属于消耗品，隔4-6个月需要更换。另外在油冷环境下，润滑油渗透进去，会使碳棒变得松软，碳粉更加容易被磨掉，加剧缩短其使用寿命。 另外由于上面说的碳棒和轴是弹跳接触，碳棒被折断也时有发生。 2、紧配导电（导电PTFA，导电橡胶，导电碳布）： 在轴上设置导电紧配类油封材料，机壳与转子上的电荷通过导电油封传导至机壳，机壳设置接地的连接。 优势：无需额外安装操作。在安装初期效果特别好，特别是高速情况下由于轴转动带动导电油封变形，使导电材料口收得更紧，导电性能更好。 缺点：导电油封和轴承是紧配安装压入，紧配要求抱紧力强，这样会损失一部分功率，导致电机发热。导电油封的外缘为塑料件和橡胶件，而由于汽车是运动件，轴本身也有一定的跳动，磨的时间长了以后紧配变松配，跟轴之间会产生间隙，导电就变得时断时续。油冷环境下，油进入间隙以后会形成一个隔绝层，电就导不出来。所以导电油封在初始状态测效果不错，但是存在耐久性问题。 3、导电油脂： 与普通轴承尺寸完成相同，只是在绝缘的油脂里加入一些导电颗粒，通过导电颗粒卸载轴电压避免容性击穿放电。 |
