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轴电压多少时不会造成轴承电腐蚀危害

轴电压是新能源汽车发展过程中,技术上遇到的不可回避的问题。和骋科技总是会接到客户提问,“轴电压多高是安全的”“轴电压多少时不会造成轴承电腐蚀危害”“轴电压多高时,才需要做防护措施”……
针对类似问题,和骋科技在此和大家谈谈我们的看法。
轴电压放电与否取决于轴电压值和油膜耐受电压值的比较关系
众所周知, 油膜状态和电机机械运行状态(转速高低、扭矩大小、轴承油隙、震动情况等)息息相关。
在停机时,转子的重量都压在轴承上,其滚珠和滚道直接接触,无法形成连续性油膜;
在低转速、大扭矩等状态下,因离心力不足以克服电机转子的重量或者轴承受到挤压,可能造成滚珠和滚道的直接接触。此时它们之间同样无法形成油膜,轴承内圈到外圈是一个良好的低阻抗导电通路。这时,轴电压基本通过此低阻抗路径以阻性放电形式得到释放,不会产生火花攻击,主要是以电流发热的形式来影响轴承,长时间累积可能会形成磨砂状的痕迹,并在严重到一定程度时产生运行噪音。

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阻性放电波形

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磨砂状痕迹




在中高转速、低扭矩的时候,电机轴承内一般会形成连续性油膜,此时的油膜有一定的厚度,但是它有多厚,能不能承受住轴电压,会不会发生油膜击穿放电则要根据测试结果来进行判定。
如果油膜的厚度不足,抵挡不住轴电压的攻击,那么就会发生容性的击穿放电。击穿瞬间,电流值或者说di/dt非常高,攻击力很大,在滚珠和滚道的表面产生金属熔融飞溅,形成凹坑,并被后续的滚珠碾压,不断地飞溅,不断地碾压,时间长了就会形成条纹状或者搓衣板状的痕迹,它能够带来非常明显的NVH变化,噪音和震动都会比较强烈。
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容性击穿放电波形

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条纹状的或者搓衣板状的痕迹

如果油膜的质量很好,耐受电压值较高,能够承受得住轴电压而不被击穿,这个时候呈现的就是共模电压波形(即六阶脉冲电压波形,具体的形态根据不同的控制策略,不同的工作频率会有一些差异),此时轴承无电腐蚀现象。

需要注意的是,这时虽然油膜未发生贯穿性放电,但是油膜内是有局部放电的,局部放电会逐渐侵蚀油膜的品质,让它的耐电压能力逐渐下降,长时间累积后,油品的耐电压强度下降到一定程度时,原先能够承受住的轴电压,后来可能就耐受不住了,进而发生击穿放电,造成轴承电腐蚀问题。

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共模电压波形(无放电)

上面的描述,我们可以知道,油膜是随着电机工况变化,在0厚度和较好的厚度之间不断变化的。因此其耐电压强度也是一直在变化的。油膜薄的时候,很低的电压即可将其击穿,油膜质量好的时候则需要更高的电压才能将其击穿。因此对于变化的油膜状态,无法给出其安全轴电压。

就如我们人体面对病毒的入侵时,免疫力弱,很少的病毒量即可将身体打垮,而免疫力强时,则能够承受更多的病毒侵袭。这是一个动态的比较关系。所以不能简单的将其中一个因素,比如轴电压高低作为是否安全的依据。

综上,没有一个标准的或者安全的轴电压值。

如果您有关于轴承电腐蚀方面的任何疑惑,都欢迎您联系和骋科技进行探讨。



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