[发明专利]一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及绝缘轴承技术领域，具体而言，涉及一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

基于此，为了克服背景技术存在的问题，本发明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：

一种电机绝缘轴承的击穿电压计算方法，其包括如下步骤：

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}，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_break＝h_minf(x)-f_sf(y)。

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。