新能源汽車驅動電機的軸承選擇問題(二)
2023年01月16日 11:35:07
來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺
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在《 》文章討論了新能源汽車驅動電機在軸承選型設計上來自運行溫度和轉速的挑戰。除了這兩個因素，電機設計本身也給軸承應用帶來一些問題，《新能源汽車驅動電機的軸承選擇問題(二)》將繼續。
1、軸承的過電流問題由于內部繞組的不平衡，造成定轉子間存在電位差，這樣電流就會流經軸承；另一方面由于逆變器高頻電壓也會通過軸承。
幾方面的影響使軸承面臨電腐蝕的風險。關于電腐蝕的原理，昌暉儀表將另開文章闡述。但是應對軸承過電流風險的時候工程師可以考慮如下幾個因素：
①使用電絕緣軸承，或者陶瓷軸承電絕緣軸承是在軸承內圈或者外圈上施加一層絕緣鍍層。這個絕緣鍍層在具有很好的直流阻斷作用。但是對于交流而言，這個鍍層的防護效果還不能的保護軸承。此時，如果使用滾動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，陶瓷軸承具有重量輕，轉速能力高，負荷能力強的普通軸承的特性。但是陶瓷軸承的缺點是成本高昂。
②使用絕緣端蓋的方法防護軸承過電流這個方法和絕緣鍍層的道理類似。稍有區別的是，如果這個防護層足夠厚，其作用就類似于陶瓷軸承。因此合理的設計端蓋絕緣，也是保護軸承減少電腐蝕的有效手段。這個方法的缺點是，不僅僅需要端蓋有絕緣層，同時要保證連接部件的有效絕緣。同時這個方法也會帶來一定的成本增加。
③在使用普通絕緣軸承的時候，很多工廠會安裝額外的碳刷，將定轉子做有效連接碳刷和絕緣軸承的配合使用，可以達到“疏堵結合”的效果，是對軸承過電流有效的防護。同樣地，這個方法有他的弊端：首先需要對碳刷進行維護，確保接觸良好。同時避免磨損碳粉進入軸承。同時，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電的油脂解決驅動電機軸承過電流問題這個方法在靜態是有效的，但是當軸承進入運轉狀態，由于接觸電阻的變化，這個方法可靠性大打折扣。
2、驅動電機軸承的壽命問題我們知道壽命結算的公式如下：
這個計算的結果是百萬轉。如果將這個結果轉化成時間單位，就需要引入轉速。
，其中轉速是轉每分。
這就可以看出來，如果用時間單位來做壽命計算的話，由于驅動電機轉速很高，計算的結果偏低。但這并不意味著選型存在問題。不能一味的追求計算的時間壽命足夠大。否則就會造成軸承選擇偏大，從而軸承轉速能力遇到尷尬，同時軸承成本上升，而軸承又要面臨最小負荷不足的風險。
這時，可以根據自己的設計條件，考慮使用調整壽命。在計算的時候納入對潤滑和鋼材質等等因素的考慮。
道理上講，這種方法并不矛盾。因為單純的基本疲勞壽命計算是用來校核軸承選型大小的。而時間壽命的要求是用來考核整個軸承壽命值的。(這其中的道理可以參考本站關于軸承壽命計算的文章)。基本疲勞壽命忽略了很多影響軸承最終壽命的因素。如果用時間單位的壽命進行考核，需要使用調整壽命計算的方法。
不論是基本疲勞額定壽命，還是電機軸承的調整壽命，電機工程師需要選擇合適的計算方法來應答不同的考核要求。
下篇文章《新能源汽車驅動電機的軸承選擇問題(三)》將講述驅動電機軸承選擇的一些其他需要具體考慮的因素：1、驅動電機軸承結構布置問題；2、驅動電機軸承噪聲問題；
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