[发明专利]用于测试泄漏电流对电动机滚动轴承寿命的影响的设备

说明书

技术领域

本发明涉及泄漏电流对滚动轴承寿命的影响的测试，这些滚动轴承打算用于电动机，特别是用于由逆变器供电的电动机。

背景技术

同步或异步电动机的滚动轴承经受退化，该退化由通过它们的泄漏电流导致。这些泄漏电流可能由电动机的磁路或由逆变器供电的电动机的电源的磁路的结构的不对称导致。当电流由不对称的磁路产生时，流过滚动轴承的电流具有数千赫兹的低频率。当电动机由逆变器供电时，泄漏电流具有高得多的频率，这些频率可能达到100千赫兹，或甚至数兆赫兹。一般地，这两种类型的电流在电动机中同时存在，并且必须保护滚动轴承免于由这些电流导致的退化。为此，可以使用电绝缘滚动轴承，这些电绝缘滚动轴承完全消除低频电流的流动。但这些绝缘体具有电容性特性，使得高频电流继续流过滚动轴承，因此继续损坏滚动轴承，并由此降低电动机的寿命。目前，没有建立允许事前评估经受这样的泄漏电流的滚动轴承的寿命的规则或标准。而且期望的是，能够研究这些电流对滚动轴承寿命的影响，特别是依据滚动轴承经受的负载和依据其工作温度。为了完成这样的研究，在原则上可以使用期望确定其寿命的电动机，并且使它们在测试台上长时间转动或者使它们经受显著的力。但这种处置方式具有要求非常笨重的设备和要求非常长的测试时间的缺点。

实际上存在有用于电动机的测试台，这些测试台用于研究电动机的滚动轴承的耐久性。但这样的测试台仅考虑机械应力。而且，它们使得不能够确定泄漏电流对这些滚动轴承的持续时间的影响。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种装置来找到对这些缺点的补救办法，该装置用于研究泄漏电流对电动机滚动轴承寿命的影响，特别是当这些滚动轴承经受负载时，并因而用于进行耐久性测试，该耐久性测试与对电动机的足尺测试相比，可以具有减小的持续时间。

本发明也适于研究滚动轴承的寿命，这些滚动轴承用于设备轮轴、传动轴或轴箱，它们也受到寄生电流的交扰。

为此目的，本发明的目的是一种用于测试泄漏电流对电动机滚动轴承寿命的影响的设备，该设备包括：

-至少一个支架，该至少一个支架用于接纳待被测试的滚动轴承；

-轴，该轴用于与旋转驱动电动机合作驱动待被测试的滚动轴承以使滚动轴承旋转；

-用于产生电流脉冲的装置，这些电流脉冲通过穿过滚动轴承而在支架与驱动轴之间循环。

优选地，用于产生脉冲的装置适于调节脉冲的持续时间，使得脉冲与范围可能高达10MHz，优选100kHz的频率相对应，强度的上升时间小于5μs，以便能够将电脉冲的重复频率调节在0与500kHz之间，优选50kHz，并且能够将电脉冲的峰值幅度调节在0与30A之间，优选5A。

优选地，该设备包括用于测量振动的至少一个装置、和用于测量温度的一个装置，位于用于接纳滚动轴承的支架上。

优选地，用于产生脉冲的装置适于产生可调节在0与100V之间，优选30V的电压脉冲，并且被连接到电路上，借助于该电路，在支架与轴之间可以产生电压，该轴用于驱动轴承，并且包括用于调节阻抗的装置。

优选地，该设备包括用于将径向力施加在驱动滚动轴承的轴上的装置、和/或用于将轴向力施加在驱动滚动轴承的轴上的装置。

优选地，它包括用于接纳电动机滚动轴承的两个支架，并且用于产生电流脉冲的装置适于通过使电脉冲通过滚动轴承并进入用于驱动滚动轴承以使滚动轴承旋转的轴中而在支架之间循环。

优选地，将支架连接到脉冲发生器上的电路包括至少一个线性部分，该线性部分与用于驱动滚动轴承的轴平行地延伸，并且适于用于使电路的电感最小化。

优选地，该设备包括用于记录电脉冲、支架的振动、支架的温度、径向和/或轴向力、强度、电压、脉冲的持续时间和频率的装置、和用于控制脉冲发生器、驱动电动机的至少一个装置及可选地包括用于施加径向和/或轴向力的装置。

本发明也涉及一种用于测试泄漏电流对电动机滚动轴承寿命的影响的方法，根据该方法，将至少一个滚动轴承安装在根据本发明的设备上；启动驱动电动机；通过调节电压脉冲的幅度产生电流脉冲，使得在支架与用于驱动滚动轴承的轴之间的电压大于滚动轴承的击穿电压；并且通过调节支架的电源电路和驱动轴的电源电路的阻抗，在驱动轴上选择性地产生径向力和/或轴向力；及记录支架的振动和温度；并且确定振动强度和/或温度超过预先设置的阈值的结束时间。