电动机驱动系统 本发明涉及一种电动机驱动系统，它包括一台由变频电源驱动的电动机和一台与该电动机机械连接并由该电动机驱动的机器，更具体地说，本发明涉及一种电动机驱动系统，它能用简单方法有效地抑制在电动机驱动轴和从动机轴的轴承部分中的电腐蚀。
按常规，安排这种类型的电动机驱动系统，以便电动机的驱动轴与从动机的旋转轴直接连接。电动机一般由一个变频电源驱动，其中用一个变换器能容易地控制旋转。从变频电源对电动机的定子线圈供给电压，以便驱动电动机。
从动机例如减速器或负载机通过从动机和电动机的轴与电动机机械耦合。电动机和从动机的轴由它们的机座通过轴承来支持。
用作电动机电源的变频电源利用PWM(脉冲宽度调制)变换器或其他类似装置，从直流电流获得0到60Hz的交流驱动电压。在所述直流-交流转换中，由于变换器电路的转换引起电压的陡峭变化，造成在交流驱动电压上叠加一个50kHz到100kHz的高频电压。当从变频电源对电动机的定子线圈施加一个其上叠加了高频电压的交流驱动电压时，则通过定子线圈与电动机机座之间存在的寄生电容，在电动机机座中流过一个与变频电源所供给的电压的变化率(dv/dt)成正比的电流。
在变频电源供给地驱动电压上叠加的脉冲电压或浪涌电压通过定子线圈与电动机机座之间分布的寄生电容，以电流形式流过电动机机座。电流通过与电动机机座连接的电动机接地线流入一个接地电极(与接地干线连接的电极)。于是，电流最终通过变频电源与接地电极之间分布的寄生电容流回到变频电源。
在这种情况下，流过定子线圈与机座之间寄生电容的电流是由定子线圈的电感、变频电源与定子线圈之间的电感及定子线圈与电动机机座之间的寄生电容所产生的谐振电流。一般地，谐振电流的频率是几十kHz到几MHz高。由于连接电动机机座和大地的导体的趋肤效应，使电动机机座与接地电极之间相对于高频电流的阻抗变高。
另一方面，从动机的机座一般接地连接到一个由建筑物的钢架所构成的底座上。从动机的机座与接地电极之间的阻抗，特别是相对于高频的阻抗很低。因此，从定子线圈流过定子线圈与机座之间的寄生电容的电流通过驱动轴的轴承流到电动机的驱动轴。该电流进一步通过与驱动轴连接的从动机的轴流到从动机的机座，并且进一步流到接地电极。由于电流流过电动机的驱动轴的轴承和从动机的轴承，所以引起电腐蚀。
按常规，如下防止电腐蚀。用一个接地电刷使电动机机座和驱动轴短路，以便能分解流过电动机的驱动轴的轴承的电流。
在这种方法中，虽然减小了流过电动机的驱动轴的轴承的电流，但是反之使流过从动机轴的轴承的电流增加。由于这个原因，必须在从动机轴与其机座之间设置一个接地电刷。此外，由于接地电刷经受磨损，所以必须周期地进行更换。
本发明的一个目的是提供一种电动机驱动系统，它能用简单方法有效地抑制在电动机驱动轴和从动机轴的轴承部分中的电腐蚀。
为了实现上述目的，本发明的电动机驱动系统包括：
一台电动机，由一个变频电源驱动，该电动机具有一个电动机驱动轴，它传递电动机的旋转，并且由电动机的机座通过第一轴承来支持；
一台机器，由电动机驱动，该机器具有一个机器驱动轴，它与电动机驱动轴机械耦合，把旋转传递到该机器，并且由机器的机座通过第二轴承来支持；以及
一个导体，至少使电动机的静止部分与机器的机座之间部分电连接。
优选地，电动机的机座和机器的机座都接地。
优选地，导体与电动机的机座和机器的机座连接。
优选地，导体是编织线和低电感电缆中的任何一种。
导体可以与电动机的定子和机器的机座连接，并且优选地，导体是编织线和低电感电缆中的任何一种。
优选地，导体是一个由金属构成的使电动机和机器电连接的安装底座，其上安装电动机和机器的机座。
本发明的电动机驱动系统包括一台由变频电源驱动的电动机和一台由该电动机驱动的机器，它们通过轴承由电动机的驱动轴和机器的轴机械连接。电动机的静止部分和机器的机座由一个低阻抗导体电连接，以便能使电流至少部分地在电动机的静止部分与机器的机座之间流通。
在这种情况下，至少可以使电动机和从动机的部分安装在一个由金属构成的安装底座上，以便能使大地返回电流至少流过电动机的静止部分与从动机的机座之间的部分区域。
在本发明的电动机驱动系统中，电动机的静止部分和从动机的机座由一个低阻抗导体电连接。因此，有效地旁通了从定子线圈流过电动机机座、电动机轴承和从动机轴承的电流，这个电流是由变频电源的切换引起电压快速上升而造成。结果，由于有效地减小了流过轴承部分的电流，所以能抑制轴承部分中的电腐蚀。
本发明的其他目的和优点将在以下说明中陈述，并且部分将从该说明中显而易见，或可以由本发明的实践得到。借助于下文特别指出的手段和组合，可以实现和获得本发明的目的和优点。
附图并入并构成本说明书的一部分，它们图解说明本发明的现有优选实施例，并且和以上给出的一般说明及以下给出的优选实施例的详细说明一起，用于说明本发明的原理。
图1是按照本发明的第一实施例的电动机驱动系统的示意断面图；
图2是表示按照第一实施例的连接导体的一个具体方式的示意侧视图；
图3是图2所示导体19的部分剖视图；
图4是用于电学说明第一实施例的电动机驱动系统的等效电路图；以及
图5是按照本发明的第二实施例的电动机驱动系统的示意断面图。
参考附图，将叙述本发明的优选实施例。
(第一实施例)
图1是按照本发明的第一实施例的电动机驱动系统的示意断面图。参考图1，从变频电源1供给的电压送给电动机2的定子线圈3，从而驱动电动机2。
电动机2由相互连接的电动机轴7和从动机轴8与一台从动机11，例如减速器或负载机机械耦合。电动机轴7和从动机轴8分别由电动机轴承6和从动机轴承10支持。
在具有上述结构的电动机驱动系统中，当由一个PWM变换器或其他类似装置的转换所产生的快速上升电压施加到电动机的定子线圈3上时，则通过定子线圈3与电动机机座5之间存在的寄生电容4，在电动机机座5中流过一个与变频电源1供给的电压的变化率(dv/dt)成正比的电流。
如图1所示，在本实施例中，电动机2的静止部分(和电动机2的定子具有相同电位的电动机机座5)和从动机机座12至少部分通过一个低阻抗导体19电连接。由于这种结构，使电流(大地返回)在电动机机座5与从动机机座12之间流过，它一般具有比电动机的接地电阻较低的接地电阻。
在这种情况下，优选地使电动机机座5和从动机机座12电连接的导体19例如由具有高频低电阻的金属块或线(电缆)构成。图2表示一例，其中具有编织线的导体19把电动机机座5的接地端和从动机机座12的接地端连接。图3是表示图2所示导体19的部分Ⅲ的放大视图。编织线20通过一个压扁型端头21与电动机机座的接地端(未示出)连接。由于编织线是由若干编织导线构成，所以高频电流流过导线的表面部分。因此，能有效地减小表面电阻。
现在将叙述本实施例的电动机驱动系统的操作。参考图1，电动机机座5和从动机机座12如上所述由导体19电连接。由变频电源1的切换引起的快速上升电压所带来的从定子线圈3流到电动机机座5的电流的大部分允许流过导体19，到达从动机机座，并且进一步流到接地电极13。更具体地说，由导体19有效地旁通了通过电动机轴承6、电动机轴7、从动机轴8和从动机轴承10，从电动机机座5流到从动机机座12的电流，从而有效地减小了流过轴承部分的电流。结果，能抑制轴承部分中的电腐蚀。
参考图4等效电路图，将更详细地叙述上述情况。通过电动机轴承等效电阻16和从动机轴承电阻17，使流到定子线圈与机座之间寄生电容4的电流的一部分流到接地电极13。
本实施例的电动机驱动系统的导体19与一个由电动机轴承等效电阻16和从动机轴承电阻17所构成的电路并联电连接。因此，如果导体19的阻抗(ZBYP)的值充分小于电动机轴承等效电阻16(RBRGM)和从动机轴承等效电阻17(RBRGL)的串联电路的电阻值，则使本应该从电动机轴承流过电动机轴7、从动机轴8和从动机轴承10的电流的大部分流过导体19。因此，使流过轴承部分的电流减小，从而抑制电腐蚀。
如上所述，在第一实施例的电动机驱动系统中，由于电动机机座5和从动机机座12由相对于高频具有低阻抗的导体19，例如金属块或电缆来连接，所以有效地旁通了流过轴承部分的电流。由于这个原因，能抑制电动机轴7和从动机轴8的轴承部分中的电腐蚀。
而且，为了抑制电动机轴7和从动机轴8的轴承部分中的电腐蚀，不必要在电动机机座5与电动机轴7之间及从动机轴8与从动机机座12之间设置接地电刷。此外，不要求周期维护接地电刷。
(第二实施例)
在第一实施例中，电动机的静止部分(电动机机座5)和从动机11的机座12由金属块或线(电缆)，即低电感导体(电缆)来连接。如图5所示，按照第二实施例，至少使电动机2和从动机11的部分安装在一个由金属构成的安装底座22上。在这种情况下，必须使电动机机座5与底座22之间的阻抗及从动机11与底座22之间的阻抗充分低于通过轴承6、电动机轴7、从动机轴8和轴承10所形成的电流回路的阻抗。
应用上述结构，第二实施例的电动机驱动系统能提供和第一实施例相同的效果和优点。
(第三实施例)
第一和第二实施例可以组合构成第三实施例。更具体地说，有可能用金属块或线(电缆)来连接电动机机座5和从动机机座12，并且至少使电动机2和从动机11的部分安装在一个由金属构成的安装底座22上。虽然在附图中未表示第三实施例，但是它可以通过对图5所示结构添加图1所示导体19来获得。
应用第三实施例的电动机驱动系统，能更有效地获得和第一实施例相同的效果和优点。
在第一至第三实施例中，使导体19或22与和电动机2的定子具有相同电位的电动机机座5连接。然而，本发明不限于这些实施例：导体19可以直接与电动机2的定子连接。如果定子由通过固定螺栓或其他类似装置所固定的叠层硅钢板构成，则导体19的端部可以与螺栓连接。
如上所述，按照本发明，电动机的静止部分和从动机机座由一个低阻抗导体来电连接，以便电流能至少流过电动机的静止部分与从动机机座之间的部分区域。因此，通过简单方法能有效地抑制电动机轴和从动机轴的轴承部分中的电腐蚀。
本领域技术人员将会容易想到其他优点和变更。因此，就其更广泛方面来说，本发明不限于这里所示和叙述的具体细节和代表性实施例。因此，在不违反如附加权利要求及其等效要求所限定的总发明构思的精神或范围下，可以实现各种各样的变更。