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一种电机系统及家电设备

阅读：571发布：2020-05-22

专利汇可以提供一种电机系统及家电设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了一种电机系统，包括：设有轴承的电机，驱动电路和隔离电源。驱动电路与电机连接，用于驱动电机。隔离电源与驱动电路连接，用于隔离外部电源并基于外部电源产生供电电源，将供电电源输出至驱动电路。通过上述方式，可以改善电机轴承的电腐蚀。，下面是一种电机系统及家电设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电机系统，其特征在于，包括：
设有轴承的电机；
驱动电路，与所述电机连接，用于驱动所述电机；
隔离电源，与所述驱动电路连接，用于隔离外部电源并基于所述外部电源产生供电电源，将所述供电电源输出至所述驱动电路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轴承经阻抗接地。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述隔离电源包括输入地端和输出地端，所述输入地端用于连接地线；
所述输出地端与所述轴承电性连接，以使所述轴承经所述输出地端与所述输入地端之间的阻抗接地；或者，所述电机系统还包括阻抗元件，所述轴承经所述阻抗元件接地，其中，所述阻抗元件连接的参考地与所述隔离电源的输入地端连接的参考地相同。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述阻抗元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电机还包括与所述轴承连接的第一外壳，所述轴承通过所述第一外壳与所述轴承电性连接，或者所述轴承通过所述第一外壳与所述阻抗元件连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一外壳为所述电机的端盖。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述隔离电源包括第一隔离变压器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第二隔离变压器，所述第二隔离变压器的电源输入端连接于所述驱动电路的输出端，所述第二隔离变压器的电源输出端连接于所述电机，所述第二隔离变压器用于隔离所述驱动电路输出的第一驱动信号，并基于所述第一驱动信号产生第二驱动信号，并将所述第二驱动信号输出至所述电机，以驱动所述电机。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动电路设有第二外壳，所述第二外壳接地或者所述第二外壳不接地；
所述驱动电路为脉冲宽度调制功率驱动模块。
10.一种家电设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电机系统。

说明书全文

一种电机系统及家电设备

技术领域

[0001] 本申请涉及电机领域，特别是涉及一种电机系统及家电设备。

背景技术

[0002] 目前，许多设备如空调、冰箱等需要依赖电机实现工作。电机在运行过程中，转子的转轴会产生轴电压。由于电机的转子通过轴承固定，当轴电压大于一定值时，轴承将被绝缘击穿，导致轴承有电流流过，产生电腐蚀，使轴承寿命缩短，严重时会导致电机无法正常运行。发明内容

[0003] 本申请主要解决的技术问题是提供一种电机系统及家电设备，能够通过降低轴电压，减轻电机轴承的电腐蚀。

[0004] 为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电机系统，包括：设有轴承的电机；驱动电路，与电机连接，用于驱动电机；隔离电源，与驱动电路连接，用于隔离外部电源并基于外部电源产生供电电源，将供电电源输出至驱动电路。

[0005] 其中，轴承经阻抗接地。

[0006] 其中，隔离电源包括输入地端和输出地端，输入地端用于连接地线；输出地端与轴承电性连接，以使轴承经输出地端与输入地端之间的阻抗接地；或者，电机系统还包括阻抗元件，轴承经阻抗元件接地，其中，阻抗元件连接的参考地与隔离电源的输入地端连接的参考地相同。

[0007] 其中，阻抗元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。

[0008] 其中，电机还包括与轴承连接的第一外壳，轴承通过第一外壳与轴承电性连接，或者轴承通过第一外壳与阻抗元件连接。

[0009] 其中，第一外壳为电机的端盖。

[0010] 其中，隔离电源为第一隔离变压器。

[0011] 其中，电机系统还包括第二隔离变压器，第二隔离变压器的电源输入端连接于驱动电路的输出端，第二隔离变压器的电源输出端连接于电机，第二隔离变压器用于隔离驱动电路输出的第一驱动信号，并基于第一驱动信号产生第二驱动信号，并将第二驱动信号输出至电机，以驱动电机。

[0012] 其中，驱动电路设有第二外壳，第二外壳接地或者第二外壳不接地；驱动电路为脉冲宽度调制功率驱动模块。

[0013] 为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种家电设备，包括上述的电机系统。

[0014] 与现有技术相比，本申请的有益效果是：通过在电机系统中，加入隔离电源，可以将电机与外部电源进行隔离，避免外部电源的干扰噪声对电机系统的影响，进而给驱动电路提供隔离外部噪声后的供电电源，并且通过隔离电源可以降低驱动电路产生的共模电压，进而降低电机轴承上的轴电压。降低轴电压后，可以减少轴承油膜被击穿的概率，改善轴承的电腐蚀问题。而且，即使轴承油膜被击穿，因为加入了隔离电源降低了轴电压，相应的放电电流也会减小，进而可以减轻轴承的电腐蚀，起到改善电腐蚀问题的效果。附图说明

[0015] 图1是本申请电机系统一实施例的电路示意图；

[0016] 图2是本申请一实施例中描述的电机的示意图；

[0017] 图3是本申请一实施例中描述的电机的另一示意图；

[0018] 图4是本申请电机系统另一实施例的电路示意图；

[0019] 图5是本申请电机系统第三个实施例的电路示意图；

[0020] 图6是本申请家电设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，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。

[0022] 本文中术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。

[0023] 如图1所示，本申请电机系统实施例所描述的电机系统，包括：依序连接的隔离电源30、驱动电路20、设有轴承12的电机10。

[0024] 隔离电源30用于隔离外部电源60，由此隔离外部电源60的干扰噪声，并基于该外部电源60向驱动电路20提供滤除干扰噪声的供电电源。故隔离电源30可以通过利用外部电源60产生供电电源，并将外部电源60和供电电源相互隔离，实现过滤外部电源60的作用，进而产生一个纯净的供电电源。在一具体应用中，该隔离电源30包括第一隔离变压器，第一隔离变压器的两个电源输入端33分别连接火线和零线(作为外部电源60)，并且第一隔离变压器将外部电源60输入的外部电压信号隔离并转产生感应电动势，即供电电源，再通过第一隔离变压器的两个电源输出端34输出至驱动电路20。进一步的，第一隔离变压器可以与其他电子元件，形成电源拓扑结构，例如是Buck降压拓扑结构、Boost升压拓扑结构、或者Buck-Boost降压-升压拓扑结构等。可以理解的是，本实施例所描述的隔离电源可以是任何可以实现将外部电源60与供电电源相隔离的电子元件或电路。只要能实现将两种电源相互隔离的电子元件或电路均符合本发明所描述的隔离电源。

[0025] 驱动电路20用于驱动电机10进行工作。具体地，在隔离电源30输出供电电源后，驱动电路20产生第一驱动信号，进而驱动电机10工作。驱动电路20可以包括输入端23和输出端22，驱动电路20通过输入端23输入供电电源信号，并产生第一驱动信号且通过输出端22输出第一驱动信号，以驱动电机10转动。具体地，驱动电路20可以为脉冲宽度调制功率(Pulse width modulation，PWM)驱动模块。脉冲宽度调制功率驱动模块可以输出一系列幅值相等的脉冲信号，以使电机10产生交变磁场，驱动转子14转动，使得电机10可以正常工作。例如，脉冲宽度调制功率驱动模块输出的驱动信号传输到电机10后，就可以在电机10中产生交变磁场。

[0026] 电机10可以在接收到第一驱动信号后，产生交变磁场，进而使得转子14转动，电机10得以工作。在本实施例中，电机10可以但不限为无刷电机，例如为直流无刷电机。具体地，结合参考图2，电机10包括第一外壳11、轴承12、定子13和转子14，转子14包括转轴141。转轴
141连接于轴承12，以使转轴141在轴承12的支撑下使得转子14转动。电机10在运行过程中，转子14可能会产生轴电压，由于转子14通过转轴141与轴承12连接，故轴承12上也存在该轴电压，故存在由于轴电压过大导致轴承电腐蚀的问题。

[0027] 本实施例中，驱动电路20在输出驱动信号时，同时也会输出共模电压，共模电压可以经导线传导到定子13中，进而通过电机10的定子13与转子14间的间隙的静电电容耦合，进而在转子14的转轴141上产生轴电压。本实施例通过在电机系统中加入隔离电源30，可以降低驱动电路20输出的共模电压，进而降低转子14的转轴141上产生的轴电压。当轴电压可以被有效降低时，可以降低轴承12被击穿的概率，进而减少轴承12因为被击穿而有电流流过的概率，即避免轴承12被电流流过而发生电腐蚀的情况，故可以改善轴承12的电腐蚀问题。而且，即使转子14的转轴141上轴电压过大，可以将轴承12击穿时，因为加入了隔离电源30，降低了轴电压，也就使得经转子14的转轴141上流过轴承12的电流相应的减小，从而改善轴承12因为被击穿而受到电腐蚀的问题。

[0028] 参见图2和图3，本实施例中，轴承12可以与第一外壳11电性连接，该第一外壳11可以但不限是电机10的端盖111。通过将轴承12与第一外壳11电性连接，可以将流经轴承12的电流，通过第一外壳11引流到其他地方，起到引导电流流向的效果。

[0029] 具体地，轴承12可以但不限是滚动轴承12。继续结合图3，例如滚动轴承12包括内圈121、外圈122、滚动体123。滚动轴承12的内圈121与外圈122通过滚动体123连接，油膜(图未示)对滚动体123以及内圈121和外圈122进行润滑，并将内圈121与外圈122之间绝缘。滚动轴承12与第一外壳11的连接方式例如是滚动轴承12的外圈122与第一外壳11固定连接，其中滚动轴承12的外圈122可以由压入配合、加热配合等方式与第一外壳11固定连接。滚动轴承12的外圈122可以与第一外壳11电性连接。对于滚动轴承12的外圈122和第一外壳11均由金属制成的实施例，当二者接触时，即实现了电性连接。滚动轴承12与转子14的转轴141的固定方式可以是滚动轴承12的内圈121与转子14的转轴141固定连接，并同时使得转子14的转轴141与滚动轴承12的内圈121电性连接，其中，转子14的转轴141可以通过压入配合、加热配合等方式固定连接在滚动轴承12的内圈121上。对于转子14的转轴141以及滚动轴承12的内圈121均由金属制成的实施例，当转轴141与内圈121直接接触时，即实现了电性连接。

[0030] 通过将滚动轴承12的外圈122与电机10的第一外壳11固定连接并电性连接，可以使得当滚动轴承12外圈122有电流流过时，电流可以经第一外壳11流向其他地方，二者的电性连接起到引导电流流向的效果。同理，通过将转子14的转轴141与滚动轴承12的内圈121电性连接，也可以使得当转子14的转轴141有电流流过时，可以从内圈121流向其他地方，起到引导电流流向的效果。

[0031] 当轴承12为滚动轴承12时，由于轴电压过大，会将滚动轴承12中的油膜击穿，进而使得滚动轴承12的内圈121和外圈122之间不再绝缘，此时因为轴电压产生的电流会经滚动轴承12的内圈121流向外圈122，进而对滚动轴承12产生电腐蚀。因为加入了隔离电源30，可以降低驱动电路20输出的共模电压，进而降低轴电压，减少了油膜被击穿的概率，改善滚动轴承12电腐蚀的问题。当油膜被击穿时，也可以因为加入隔离电源30降低了轴电压，进而减小从滚动轴承12内圈121流向外圈122的电流，减轻滚动轴承12的电腐蚀。

[0032] 为了进一步改善轴承电腐蚀的问题，可将轴承12经阻抗接地，故当轴电压过大而击穿轴承12时，从转子14中的转轴141上产生的电流可以经轴承12流向阻抗，再流向大地。通过将电机10的轴承12与阻抗连接并接地，可以在轴承12被击穿时，利用阻抗分压，降低轴承12内部的电压，进而减小流过轴承12的电流，起到减轻电腐蚀的效果。同时，因为通过将轴承12经过阻抗接地，改变了电路系统中的接地参考点，也会相应的降低驱动电路20输出的共模电压，起到降低轴电压的效果，继而减小流经轴承12的电流，减轻轴承12的电腐蚀。

[0033] 当轴承12为滚动轴承12时，轴电压过大会击穿滚动轴承12的油膜，此时电流会经过转子14的转轴141经内圈121、外圈122、阻抗接地。此时阻抗接地同样可以改变电路系统接地参考点，起到降低轴电压的效果。同时，经阻抗接地时，也可以利用阻抗分压，基于这样的效果，使得通过接地和增加阻抗分压，均可以减小从滚动轴承12内圈121流向外圈122的电流，进而改善轴承的电腐蚀。

[0034] 下面结合图4和图5对轴承12经阻抗接地的实施例进行详细说明。

[0035] 请参阅图4，电机系统包括如图1所述的隔离电源30、驱动电路20和电机10。在本实施例中，隔离电源30还包括输入地端31和输出地端32。轴承12经隔离电源30的输出地端32与输入地端31之间的阻抗35接地，以实现轴承12经阻抗35接地。

[0036] 具体地，输入地端31用于接地，例如连接地线70。输出地端32与轴承12电性连接，例如输出地端32与轴承12直接电性连接或者间接电性连接，该间接电性连接可以为输出地端32连接于与轴承12电连接的元件，以通过该元件与轴承12实现间接电性连接。在本实施例中，电机10的轴承12与第一外壳11电性连接，故可以将输出地端32直接连接于第一外壳11。在具体应用中，该第一外壳11为电机10的端盖111，故可以将输出地端32直接连接于电机10的端盖111。

[0037] 通过将轴承12与第一外壳11电性连接，可以将流经轴承12的电流，通过第一外壳11引流到隔离电源30的输出地端32与输入地端31之间的阻抗35，在通过隔离电源30的输入地端31，连接地线70，实现接地。通过建立上述的接地回路，可以改变电路系统的接地点，降低驱动电路20输出的共模电压，进而降低轴电压。同时，利用接地回路连接的阻抗35可以实现分压，也可以降低轴电压。以此实现减小流经轴承12的电流的效果，改善轴承12的电腐蚀问题。

[0038] 请参阅图5，电机系统包括如图1所述的隔离电源30、驱动电路20和电机10。在本实施例中，隔离电源30还包括输入地端31，电机系统还包括阻抗元件40。其中，阻抗元件40可以是电阻、电容、电感中的至少一种。

[0039] 轴承12经阻抗元件40接地。具体地，阻抗元件40的一端接地，阻抗元件40的一端连接的参考地与隔离电源30的输入地端31连接的参考地相同。阻抗元件40的另一端与轴承12电性连接，例如与轴承12直接电性连接或者间接电性连接，该间接电性连接可以为阻抗元件40的另一端连接于与轴承12电连接的元件，以通过该元件与轴承12实现间接电性连接。在本实施例中，电机10的轴承12与第一外壳11电性连接，故可以将阻抗元件40的另一端直接连接于第一外壳11。在具体应用中，该第一外壳11为电机10的端盖111，故可以将阻抗元件40的另一端直接连接于电机10的端盖111。

[0040] 轴承12通过与第一外壳11电性连接，同样可以将流经轴承12的电流，通过第一外壳11引流到阻抗元件40，进而接地，同时通过将阻抗元件40连接的参考地设置为与隔离电源30的输入地端31连接的参考地相同。通过建立上述的接地回路，可以改变电路系统的接地点，降低驱动电路20输出的共模电压，进而降低轴电压。同时，利用接地回路连接的阻抗元件40可以实现分压，也可以降低轴电压。以此实现减小流经轴承12的电流的效果，改善轴承12的电腐蚀问题。

[0041] 在另一实施例中，为了进一步改善轴承电腐蚀的问题，可在驱动电路20的输出端22设置隔离变压器。继续参阅图4，电机系统100除包括如图1所述的隔离电源30、驱动电路
20和电机10之外，还包括第二隔离变压器50。第二隔离变压器50的电源输入端51连接于驱动电路20的输出端22，第二隔离变压器50的电源输出端52连接于电机10。第二隔离变压器
50用于隔离驱动电路20输出的第一驱动信号，并基于第一驱动信号产生第二驱动信号，并将第二驱动信号输出至电机10，以驱动电机10。第二隔离变压器50的电源输入端51可以通过金属导线与驱动电路20的输出端22连接，第二隔离变压器50的电源输出端52可以通过金属导线与电机10连接。

[0042] 本实施例中，通过在驱动电路20与电机10之间，加入第二隔离变压器50，可以利用第二隔离变压器50将驱动电路20产生的第一驱动信号隔离，实现过滤电源的作用。同时，加入的第二隔离变压器50也可以起到降低驱动电路20输出共模电压的作用，进而使得轴电压也可以相应的减小，通过降低轴电压，可以实现减轻轴承12电腐蚀的效果。

[0043] 可以理解的是，图1和图5所示的实施例中，可以根据需求在驱动电路20与电机10之间，加入第二隔离变压器50。

[0044] 上述实施例中，驱动电路20可以设有第二外壳21，并且可根据实际需求将第二外壳21接地或不接地(即悬空)。如图2所示，可以将第二外壳21接地，实现增加电路系统中的接地点，进一步的降低驱动电路20输出共模电压的，以此实现降低轴电压，减轻电腐蚀。当然，也可以如图1所示，驱动电路20的第二外壳21不接地。

[0045] 请参阅图6，图6是本申请家电设备一实施例的结构示意图。本实施例中，家电设备110包括上述本申请电机系统100实施例所描述的电机系统100。关于电机系统100的详细描述请参照上述本申请电机系统实施例中关于电机系统100的描述。

[0046] 具体地，家电设备110可以是冰箱、空调，洗衣机等。

[0047] 上述方案，通过在电机系统中，加入隔离电源，可以将电机与外部电源进行隔离，避免外部电源的干扰噪声对电机系统的影响，进而给驱动电路提供隔离外部噪声后的供电电源，并且通过隔离电源可以降低驱动电路产生的共模电压，进而降低电机轴承上的轴电压。降低轴电压后，可以减少轴承油膜被击穿的概率，改善轴承的电腐蚀问题。而且，即使轴承油膜被击穿，因为加入了隔离电源降低了轴电压，相应的放电电流也会减小，进而可以减轻轴承的电腐蚀，起到改善电腐蚀问题的效果。

[0048] 以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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