一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法技术

本发明专利技术提供了一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法，其包括如下步骤：1，建立轴承转速、负载与轴承最小油膜厚度的关系；2，根据不同工况下的最小油膜厚度，设定电极与不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板的距离并在电极间填充润滑油脂，提取击穿电压与不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板、油膜厚度、脉冲电压频率的数据信息；3，对不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板击穿电压进行拟合，得出不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板击穿电压与油膜厚度、脉冲电压频率的拟合函数；4，根据电机不同运行工况下产生的共模电压频率，进行电机绝缘轴承击穿电压的计算。本发明专利技术可以提前计算电机常用工况下的绝缘轴承击穿电压，为电机绝缘轴承性能参数要求提供参考。为电机绝缘轴承性能参数要求提供参考。为电机绝缘轴承性能参数要求提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法


[0001]本专利技术涉及绝缘轴承
，具体而言，涉及一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法。

技术介绍

[0002]现有电机多由变频器驱动以实现调速及节能。由于变频器逆变电路的三相电路瞬时电压之和不总为零，因而会向电机绕组输入非零共模电压。在高频共模电压的作用下，电机内部将形成从电机绕组途径电机轴承的接地的轴电流。轴电流流经电机轴承时，会对其造成额外的电蚀损伤，缩短电机轴承的寿命。
[0003]因电机结构和制造成本限制，现有大功率电机大多使用绝缘轴承以抑制轴电流对电机轴承造成的损伤。申请人经过检索发现，目前对于电机在各工况条件下绝缘轴承的击穿电压的计算方法较为欠缺。因此，有必要一种针对不同电机的运行工况及电源参数计算其绝缘轴承击穿电压的方法，以匹配绝缘轴承的绝缘层的制造参数，从而实现绝缘轴承的精确生产制造。

技术实现思路

[0004]基于此，为了克服
技术介绍
存在的问题，本专利技术提供了一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法，以预测电机运行过程中绝缘轴承的击穿电压值，其具体技术方案如下：
[0005]一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法，其包括如下步骤：
[0006]步骤1，获取轴承型号的结构参数并通过轴承最小油膜厚度计算公式建立轴承转速、负载与轴承最小油膜厚度的关系，其中，滚珠与轴承外滚道间的最小油膜厚度计算公式为：
[0007][0008]滚珠与轴承内滚道之间的最小油膜厚度计算公式为：
[0009][0010]滚柱与轴承外滚道间的最小油膜厚度计算公式为：
[0011][0012]滚柱与轴承内滚道之间的最小油膜厚度计算公式为：
[0013][0014]式中，式中，α为黏度压力指数，η0为常压下的动力粘度，E为当量弹性模量数，Q
max
为受载最大的滚动体载荷，K为轴承接触面的椭圆率，n为电机转速，d
m
为轴承平均直径，D
w
为
滚珠直径，γ为无量纲几何参数，D滚子直径，γ为滚子中心圆倒数即α为黏度压力指数，η0为常压下的动力粘度，n为电机转速，E为当量弹性模量数，为受力最大的滚子上单位接触长度上的法向载荷，P0'受力最大的滚子上的径向载荷，l滚子的有效接触长度。
[0015]步骤2，根据不同工况下的最小油膜厚度h
min
＝h
min_in
+h
min_out
，通过高频脉冲电源提取氧化铝绝缘层极板击穿电压与不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板、油膜厚度、脉冲电压频率的数据信息。
[0016]步骤3，对不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板击穿电压进行拟合，得出不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板击穿电压U
break
与油膜厚度h
min
、脉冲电压频率f
s
的拟合函数为：U
break
＝h
min
f(x)
‑
f
s
f(y)。
[0017]步骤4，根据电机不同运行工况下产生的共模电压频率，进行电机绝缘轴承击穿电压的计算。
[0018]相对于现有技术通过测量电机轴电压来估计电机绝缘轴承所需的绝缘性能参数，本专利技术针对不同电机的运行工况及电源参数计算其绝缘轴承击穿电压，以匹配绝缘轴承的绝缘层的制造参数，从而实现绝缘轴承的精确生产制造，可以提前计算电机常用工况下的绝缘轴承击穿电压，为电机绝缘轴承性能参数要求提供参考，节约了绝缘轴承生产成本。
[0019]进一步地，计算电机的工况环境下的绝缘轴承击穿电压，并对电机的工况环境下的绝缘轴承击穿电压与绝缘轴承自身的耐压值进行比较，确定安装的绝缘轴承的绝缘涂层性能参数。
[0020]进一步地，通过实验获取氧化铝绝缘层极板击穿电压与不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板、油膜厚度、脉冲电压频率的数据信息；
[0021]其中，击穿电压值获取方法为：向电机与氧化铝绝缘极板施加脉冲电压，设定输出电压频率，逐步升高电压直至氧化铝绝缘层极板被击穿并在氧化铝绝缘层极板被击穿后持续降低电压至不击穿状态，随后增加输出电压频率，逐步升高电压直至氧化铝绝缘层极板击穿，获取不同输出电压频率下对应的击穿电压。
[0022]进一步地，所述电机绝缘轴承的击穿电压计算方法还包括如下步骤：
[0023]利用热喷涂技术在轴承钢片表面喷涂一层氧化铝绝缘层极板，通过调节不同喷涂工艺参数在轴承钢片表面上喷涂出不同孔隙率氧化铝绝缘层极板。
[0024]进一步地，输出电压在0
‑
10kv连续可调，输出电压频率范围为：单脉冲至15kHz，输出电压波形极性为正负双极性脉冲。
[0025]进一步地，通过测微头控制电极与氧化铝绝缘层极板的距离。
附图说明
[0026]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0027]图1是本专利技术一实施例中一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法的整体流程示意图；
[0028]图2是本专利技术另一实施例中一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法的整体流程示意图。
[0029]图3是本专利技术另一实施例中一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法的氧化铝击穿实验示意图；
[0030]图4是本专利技术另一实施例中一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法的氧化铝绝缘层极板击穿电压与油膜厚度及电压频率的关系示意图。
具体实施方式
[0031]为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034]本专利技术中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
[0035]如图1以及图2所示，本专利技术一实施例中的一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法，其包括如下步骤：
[0036]步骤1，获取轴承型号的结构参数并通过轴承最小油膜厚度计算公式建立轴承转速、负载与轴承最小油膜厚度的关系，其中，滚珠与轴承外滚道间的最小油膜厚度计算公式为：
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法，其特征在于，所述电机绝缘轴承的击穿电压计算方法包括如下步骤：步骤1，获取轴承型号的结构参数并通过轴承最小油膜厚度计算公式建立轴承转速、负载与轴承最小油膜厚度的关系，其中，滚珠与轴承外滚道间的最小油膜厚度计算公式为：滚珠与轴承内滚道之间的最小油膜厚度计算公式为：滚柱与轴承外滚道间的最小油膜厚度计算公式为：滚柱与轴承内滚道之间的最小油膜厚度计算公式为：式中，式中，α为黏度压力指数，η0为常压下的动力粘度，E为当量弹性模量数，Q
max
为受载最大的滚动体载荷，K为轴承接触面的椭圆率，n为电机转速，d
m
为轴承平均直径，D
w
为滚珠直径，γ为无量纲几何参数，D滚子直径，γ为滚子中心圆倒数即α为黏度压力指数，η0为常压下的动力粘度，n为电机转速，E为当量弹性模量数，为受力最大的滚子上单位接触长度上的法向载荷，P0'受力最大的滚子上的径向载荷，l滚子的有效接触长度；步骤2，根据不同工况下的最小油膜厚度h
min
＝h
min_in
+h
min_out
，设定电极与不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板的距离并在电极间填充润滑油脂，通过高频脉冲电源提取氧化铝绝缘层极板击穿电压与不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板、油膜厚度、脉冲电压频率的数据信息；步骤3，对不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板击穿电压进行拟合，得出不同孔隙率的氧化铝绝缘层极板击穿电压U
break
与油膜厚度h
min
、脉冲电压频率f
s
的拟合函数为：U
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学军，马姣姣，薛宇健，蒋玲莉，韩清凯，周献文，宋世勇，肖冬明，郭帅平，林诗颖，王广斌，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：