新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸承選擇問題(二)
在《 》文章討論了新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)在軸承選型設(shè)計(jì)上來自運(yùn)行溫度和轉(zhuǎn)速的挑戰(zhàn)。除了這兩個(gè)因素，電機(jī)設(shè)計(jì)本身也給軸承應(yīng)用帶來一些問題，《新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸承選擇問題(二)》將繼續(xù)。
1、軸承的過電流問題由于內(nèi)部繞組的不平衡，造成定轉(zhuǎn)子間存在電位差，這樣電流就會(huì)流經(jīng)軸承；另一方面由于逆變器高頻電壓也會(huì)通過軸承。
幾方面的影響使軸承面臨電腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于電腐蝕的原理，昌暉儀表將另開文章闡述。但是應(yīng)對(duì)軸承過電流風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)候工程師可以考慮如下幾個(gè)因素：
①使用電絕緣軸承，或者陶瓷軸承電絕緣軸承是在軸承內(nèi)圈或者外圈上施加一層絕緣鍍層。這個(gè)絕緣鍍層在具有很好的直流阻斷作用。但是對(duì)于交流而言，這個(gè)鍍層的防護(hù)效果還不能的保護(hù)軸承。此時(shí)，如果使用滾動(dòng)體為陶瓷材料的陶瓷軸承，將可以很有效的解決軸承過電流問題。同時(shí)，陶瓷軸承具有重量輕，轉(zhuǎn)速能力高，負(fù)荷能力強(qiáng)的普通軸承的特性。但是陶瓷軸承的缺點(diǎn)是成本高昂。
②使用絕緣端蓋的方法防護(hù)軸承過電流這個(gè)方法和絕緣鍍層的道理類似。稍有區(qū)別的是，如果這個(gè)防護(hù)層足夠厚，其作用就類似于陶瓷軸承。因此合理的設(shè)計(jì)端蓋絕緣，也是保護(hù)軸承減少電腐蝕的有效手段。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是，不僅僅需要端蓋有絕緣層，同時(shí)要保證連接部件的有效絕緣。同時(shí)這個(gè)方法也會(huì)帶來一定的成本增加。
③在使用普通絕緣軸承的時(shí)候，很多工廠會(huì)安裝額外的碳刷，將定轉(zhuǎn)子做有效連接碳刷和絕緣軸承的配合使用，可以達(dá)到“疏堵結(jié)合”的效果，是對(duì)軸承過電流有效的防護(hù)。同樣地，這個(gè)方法有他的弊端：首先需要對(duì)碳刷進(jìn)行維護(hù)，確保接觸良好。同時(shí)避免磨損碳粉進(jìn)入軸承。同時(shí)，額外的碳刷也帶來了成本增加。
④有工程師希望通過可以導(dǎo)電的油脂解決驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承過電流問題這個(gè)方法在靜態(tài)是有效的，但是當(dāng)軸承進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于接觸電阻的變化，這個(gè)方法可靠性大打折扣。
2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承的壽命問題我們知道壽命結(jié)算的公式如下：
這個(gè)計(jì)算的結(jié)果是百萬(wàn)轉(zhuǎn)。如果將這個(gè)結(jié)果轉(zhuǎn)化成時(shí)間單位，就需要引入轉(zhuǎn)速。
，其中轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)每分。
這就可以看出來，如果用時(shí)間單位來做壽命計(jì)算的話，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高，計(jì)算的結(jié)果偏低。但這并不意味著選型存在問題。不能一味的追求計(jì)算的時(shí)間壽命足夠大。否則就會(huì)造成軸承選擇偏大，從而軸承轉(zhuǎn)速能力遇到尷尬，同時(shí)軸承成本上升，而軸承又要面臨最小負(fù)荷不足的風(fēng)險(xiǎn)。
這時(shí)，可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)條件，考慮使用調(diào)整壽命。在計(jì)算的時(shí)候納入對(duì)潤(rùn)滑和鋼材質(zhì)等等因素的考慮。
道理上講，這種方法并不矛盾。因?yàn)閱渭兊幕酒趬勖?jì)算是用來校核軸承選型大小的。而時(shí)間壽命的要求是用來考核整個(gè)軸承壽命值的。(這其中的道理可以參考本站關(guān)于軸承壽命計(jì)算的文章)?；酒趬勖雎粤撕芏嘤绊戄S承最終壽命的因素。如果用時(shí)間單位的壽命進(jìn)行考核，需要使用調(diào)整壽命計(jì)算的方法。
不論是基本疲勞額定壽命，還是電機(jī)軸承的調(diào)整壽命，電機(jī)工程師需要選擇合適的計(jì)算方法來應(yīng)答不同的考核要求。
下篇文章《新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸承選擇問題(三)》將講述驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承選擇的一些其他需要具體考慮的因素：1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承結(jié)構(gòu)布置問題；2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承噪聲問題；
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