电机轴电流抑制机构、电驱系统技术方案

本申请公开了一种电机轴电流抑制机构、电驱系统，其中所述电机轴电流抑制机构应用于电驱系统，所述电驱系统包括电机控制器和电机，所述抑制机构包括：第一电容器，用于将所述电机控制器中的三相输出的每个相线与所述电机控制器自身的壳体连接；和/或，第二电容器，用于将所述电机中的三相输出的每个相线与所述电机自身的壳体连接。通过本申请抑制轴承上的轴电流，保护电机的轴承。本申请中电机轴电流抑制机构可用于电驱系统。抑制机构可用于电驱系统。抑制机构可用于电驱系统。

【技术实现步骤摘要】
电机轴电流抑制机构、电驱系统


[0001]本申请涉及电驱系统
，尤其涉及一种电机轴电流抑制机构、电驱系统。

技术介绍

[0002]新能源汽车行业的高速发展，对新能源汽车的核心部件驱动系统及发电系统的要求也越来越高，随着电池技术的突破以及控制器中的功率元器件由传统的IGBT模块向碳化硅(SiC)模块的转型，对新能源驱动系统及发电系统的高压化、高功率化、高速化、高集成度要求在逐年提高。
[0003]然而，由于电压平台高压化、控制器开关频率提升，会带来电机轴承被轴电流腐蚀的问题。
[0004]相关技术中，无法较好地降低轴电流对电驱系统的影响。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了电机轴电流抑制机构、电驱系统，以采用低成本的方式抑制轴电流，提高电驱系统的寿命。
[0006]本申请实施例采用下述技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种电机轴电流抑制机构，应用于电驱系统，所述电驱系统包括电机控制器和电机，所述抑制机构包括：
[0008]第一电容器，用于将所述电机控制器中的三相输出的每个相线与所述电机控制器自身的壳体连接；
[0009]和/或，
[0010]第二电容器，用于将所述电机中的三相输出的每个相线与所述电机自身的壳体连接。
[0011]在一些实施例中，所述第一电容器或第二电容器的一端与每个相线的铜排连接，且另一端通过所述壳体接地。
[0012]在一些实施例中，所述第一电容器至少包括三个，所述第二电容器至少包括三个，三个所述第一电容器或第二电容器的接地端分别连接所述控制器、电机的壳体、端盖或其他与地等电位点。
[0013]在一些实施例中，三个所述第一电容器或第二电容器的接地端先连接在一起后再连接所述控制器、电机的壳体、端盖或其他与地等电位点。
[0014]在一些实施例中，所述第一电容器或所述第二电容器的容量选型范围在10pF至500nF之间。
[0015]在一些实施例中，所述抑制机构用于抑制轴承上的轴电流，且所述抑制机构安装在所述控制器的壳体内、所述控制器的PCB电路板上、安装在所述控制器的壳体外，或者安装在所述电机内部。
[0016]在一些实施例中，所述第一电容器和所述第二电容器的冷却设计包括聚全氟乙烯
的电容结构或聚四氟乙烯的电容结构。
[0017]在一些实施例中，所述第一电容器和所述第二电容器包括固定电容器或可变电容器。
[0018]在一些实施例中，所述第一电容器和所述第二电容器，包括有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器中的任意一种或多种。
[0019]在一些实施例中，所述电机包括永磁同步电机、异步电机、磁阻式电机中的任意一种或多种。
[0020]第二方面，本申请实施例还提供一种电驱系统，其中，包括上述的电机轴电流抑制机构。
[0021]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：在电驱系统中，通过第一电容器将所述电机控制器中的三相输出的每个相线与所述电机控制器自身的壳体连接，从而通过增加电容，抑制轴承上的轴电流，保护电机的轴承。另外，还在电驱系统中，通过第二电容器将所述电机中的三相输出的每个相线与所述电机自身的壳体连接，从而通过增加电容，抑制轴承上的轴电流，保护电机的轴承。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0023]图1(a)
‑
图1(b)为相关技术中电驱系统轴电流抑制方案的阻断方案示意图；
[0024]图2(a)
‑
图2(b)为相关技术中电驱系统轴电流抑制方案的新增加通路方案示意图；
[0025]图3为本申请实施例中电机轴电流抑制机构适用的硬件结构示意图；
[0026]图4为本申请实施例中电机轴电流抑制机构的结构示意图；
[0027]图5为本申请实施例中电机轴电流抑制机构的实体结构示意图之一；
[0028]图6为本申请实施例中电机轴电流抑制机构的实体结构示意图之二；
[0029]图7(a)
‑
图7(b)为本申请实施例中电机轴电流抑制机构的实现原理示意图。
具体实施方式
[0030]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]专利技术人研究时发现，导致轴承受到电腐蚀原因主要是在电机轴承两端形成轴承电压。当此电压大于轴承内外滚道和滚珠之间油膜的击穿阈值电压时，会产生击穿放电现象，轴电流会在击穿点处瞬间产生巨大热量，造成击穿点位置附近金属熔融，进而在轴承滚道和滚珠表面产生凹坑，熔融金属粒子会使得轴承润滑剂缓慢变质，降低轴承油膜击穿电压的阈值，使得轴承更容易发生击穿放电，形成恶性循环。
[0032]在进一步研究时发现，导致产生轴电流的轴承电压的来源有两个：
[0033]一是由于电机电场或磁场轴心不对称产生的差模电压；
[0034]二是由于控制器本身的调制特性，产生了高频的共模电压。
[0035]其中，由于电机电场或磁场轴心不对称产生的差模电压，可以通过提高电机相关零部件加工装配精度来降低，且其在轴承电压的占比也比较低。
[0036]轴承电压的主要来源还是共模电压，由于PWM逆变器本身的调制特性，任意时刻逆变器三相输出电压之和均不为零，不可避免地会产生高频共模电压，逆变器调速系统中不为零的dv/dt高频共模电压是轴承电压和轴承电流产生的主要源头。
[0037]然而，对于当前主流的IGBT逆变器的dv/dt可达几千伏特每微秒，而新兴的SiC器件的dv/dt可达几十千伏特每微秒，开关频率更可超过100kHz，由此产生的共模电压会更加严重。而随着近年来电机电压平台的不断提升，未来800伏特将会成为主流配置，这将会导致轴承电压进一步提高，轴承电流腐蚀轴承的问题更加严峻。
[0038]对于解决轴电流问题的方案可以归纳为两类：
[0039]如图1(a)以及(b)所示，一类是阻断轴电流的通路，以绝缘轴承、绝缘轴承油脂、绝缘轴、或绝缘轴承室为主要方案，这类方案的主要缺点是成本居高不下，且随着电驱系统的运行，绝缘层逐渐磨损，寿命中期仍会出现较严重的轴电流腐蚀轴承现象。阻断方案：
[0040]绝缘轴或者绝缘轴承方案是较为普遍的轴电流阻断方案，其主要通过绝缘材料涂覆来阻断电流，图1(b)中的标记a、b、c、d、e、f处即为轴上做绝缘处理的位置。
[0041]如图2(a)以及(b)所示，另一类则是新增一条通路，相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机轴电流抑制机构，应用于电驱系统，所述电驱系统包括电机控制器和电机，所述抑制机构包括：第一电容器，用于将所述电机控制器中的三相输出的每个相线与所述电机控制器自身的壳体连接；和/或，第二电容器，用于将所述电机中的三相输出的每个相线与所述电机自身的壳体连接。2.如权利要求1所述的电机轴电流抑制机构，其中，所述第一电容器或第二电容器的一端与每个相线的铜排连接，且另一端通过所述壳体接地。3.如权利要求2所述的电机轴电流抑制机构，其中，所述第一电容器至少包括三个，所述第二电容器至少包括三个，三个所述第一电容器或第二电容器的接地端分别连接所述控制器、电机的壳体、端盖或其他与地等电位点。4.如权利要求3所述的电机轴电流抑制机构，其中，三个所述第一电容器或第二电容器的接地端先连接在一起后再连接所述控制器、电机的壳体、端盖或其他与地等电位点。5.如权利要求1所述的电机轴电流抑制机构，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝自强，张凯贺，刘霞，
申请(专利权)人：精进电动科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：