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CN114024391B - 电动机以及具备该电动机的电气设备 - Google Patents

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CN114024391B CN202111209159.0A CN202111209159A CN114024391B CN 114024391 B CN114024391 B CN 114024391B CN 202111209159 A CN202111209159 A CN 202111209159A CN 114024391 B CN114024391 B CN 114024391B
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Abstract

本发明涉及电动机以及具备该电动机的电气设备，电动机具备：定子，包括卷绕有定子绕组的定子铁心；旋转体，与上述定子对置而将多个磁体沿周向保持，或者从中央呈辐条状地保持多个磁体；转子，包括上述旋转体、和以贯通上述旋转体的中央的方式将上述旋转体紧固的轴；两个轴承，对上述旋转体进行支承；第一金属托架，将上述两个轴承中的一个轴承固定；以及第二金属托架，将上述两个轴承中的另一个上述轴承固定，在上述第一金属托架与上述第二金属托架之间设置有电容性部件。

Description

电动机以及具备该电动机的电气设备
技术领域
本公开涉及电动机以及具备该电动机的电气设备，涉及为了抑制轴承的电蚀的发生而进行了改进的电动机以及具备该电动机的电气设备。
背景技术
近年来，无刷电动机采用通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)方式(以下，适当称为PWM方式)的逆变器进行驱动的方式的情况变多。在这样的PWM方式的逆变器驱动的情况下，定子绕组的中性点电位因功率元件的开关而变动。该中性点电位的变动根据电动机的静电电容分布，被分压到轴承的外圈侧和轴承的内圈侧。
由于包括定子绕组的轴承的外圈侧的定子侧的静电电容分布与包括定子绕组的轴承的内圈侧的静电电容的转子侧的静电电容分布不同，因此在轴承的外圈与轴承的内圈之间产生电位差(以下，称为轴电压)。公知轴电压包括开关产生的高频成分，当该轴电压达到轴承内部的润滑脂的油膜的绝缘破坏电压时，在轴承内部，由于润滑脂的油膜的绝缘破坏而引起的微小电流流过，在轴承内部的金属表面产生粗糙，而发生电蚀(例如，参照非专利文献1以及专利文献1-4)。
另外，在电蚀进行的情况下，在轴承的内圈、轴承的外圈或轴承的滚珠发生波状磨损现象而导致异响，这成为电动机的不良情况的主要因素之一。
专利文献1：日本特开2010-158152号公报
专利文献2：日本专利第4935934号公报
专利文献3：日本特开2007-159302号公报
专利文献4：WO2015/001782
【非专利文献1】
“逆变器驱动无刷DC马达的基于非接地共模等效电路的轴电压抑制”电气学会论文杂志D,2012年，Vol.132,No6,pp.666-672
发明内容
本公开谋求抑制电动机以及具备该电动机的电气设备中的轴承的电蚀的发生。
本公开的一个方式所涉及的电动机具备：
定子，包括卷绕有定子绕组的定子铁心；
旋转体，与上述定子对置而将多个磁体沿周向保持，或者从中央呈辐条状地保持多个磁体；
转子，包括上述旋转体、和以贯通上述旋转体的中央的方式将上述旋转体紧固的轴；
两个轴承，对上述旋转体进行支承；
第一金属托架，将上述两个轴承中的一个轴承固定；以及
第二金属托架，将上述两个轴承中的另一个上述轴承固定，
在上述第一金属托架与上述第二金属托架之间设置有电容性部件，
使定子侧的合成静电电容的值A1增大，，该定子侧的合成静电电容的值A1包含上述电容性部件的静电电容Csb1sb2、上述定子绕组与上述第一金属托架之间的静电电容Csb1、以及上述定子绕组与上述第二金属托架之间的静电电容Csb2，使上述定子侧的合成静电电容A1同对上述定子绕组施加电压的驱动电路的零基准电位与上述第一金属托架之间的静电电容Cnb1之比、和转子侧的合成静电电容B1同上述驱动电路的零基准电位与上述轴之间的静电电容Cns之比近似或一致，该转子侧的合成静电电容B1包含上述定子绕组与上述定子铁心之间的静电电容Ci、上述定子铁心与上述磁体之间的静电电容Cg、上述定子绕组与上述磁体之间的静电电容Csm以及上述磁体的静电电容Cm。
根据本公开的一个方式，能够抑制电动机以及具备该电动机的电气设备中的轴承的电蚀的发生。
此外，这些全面的或具体的方式可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质来实现，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。
附图说明
图1是作为本公开的一个方式的实施方式1中的电动机的截面的示意结构图。
图2是实施方式1的电动机的静电电容分布模型的图。
图3是表示实施方式1的电动机的金属托架间的静电电容、轴电压以及分压比的关系的图表。
图4是使用了实施方式1的电动机的电气设备的一个方式的立体图。
图5是使用了实施方式1的电动机的其他电气设备的一个方式的立体图。
图6是使用了实施方式1的电动机的其他电气设备的一个方式的立体图。
图7是作为本公开的另一方式的实施方式1中的电动机的截面的示意结构图。
图8是现有的电动机的截面的示意结构图。
图9是图8的电动机的静电电容分布模型的图。
图10是现有的其他电动机的截面的示意结构图。
图11是图10的电动机的静电电容分布模型的图。
图12是现有的其他电动机的截面的示意结构图。
图13是现有的其他电动机的静电电容分布模型的图。
具体实施方式
(本公开的基础的见解)
在对本公开的实施方式进行说明前，对本公开的基础的见解进行说明。
以往，在以下所示的文献中，提出了为了抑制轴承的电蚀，通过降低轴电压，使轴承内部的润滑脂的油膜为绝缘破坏电压以下，不会引起轴承的润滑脂的油膜的绝缘破坏的对策。另外，在以下的文献中提出了通过降低轴电压来减小轴承内部的润滑脂的油膜的绝缘破坏引起的放电能量，从而减小轴承内部的金属表面的损伤的对策。
以下，对上述文献详细地进行说明。
图8是专利文献1的内转子型且无刷径向型的电动机50的截面的示意结构图。专利文献1与非专利文献1是相同的结构。
如图8所示，电动机50具有配置在电动机50的两端的第一金属托架1及第二金属托架2、一对轴承(第一轴承5a及第二轴承5b)、轴4、转子10以及定子18。
旋转体9具有转子铁心8和作为永久磁体的磁体11。转子10具有旋转体9和轴4。定子18具有定子铁心6和定子绕组3。
如图8所示，第一轴承5a的外圈与第一金属托架1连接，第二轴承5b的外圈与第二金属托架2连接。第一轴承5a的内圈与第二轴承5b的内圈通过轴4连接，并电导通。通过导通部件13，使第一金属托架1与第二金属托架2电短路。
专利文献1通过导通部件13，使第一金属托架1与第二金属托架2电短路，使第一金属托架1与第二金属托架2的静电电容一致。另外，专利文献1是在旋转体9设置有电介质层20，使旋转体9的静电电容变化而降低轴电压的方法。
图9是专利文献1的电动机50的静电电容分布的模型图。在专利文献1的电动机50中，在以定子铁心6为基准考察静电电容的分布时，电动机50的电压分布由于主要受在阻抗中成为倒数的电容性电抗的影响，因此如非专利文献1的图5所记载的那样，以静电电容分布模型进行说明。
定子绕组3与第一金属托架1之间的静电电容Csb1示意性地表现蓄积第一轴承的电荷，第一轴电压Vsh1上升。当第一轴电压Vsh1上升，达到轴承内部的润滑脂油膜的绝缘破坏电压时，发生绝缘破坏。定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容Csb2也与静电电容Csb1同样，示意性地表现蓄积第二轴承的电荷，第二轴电压Vsh2上升。当第二轴电压Vsh2上升时，发生绝缘破坏。
在第一轴承5a的外圈侧和驱动电路的零电位基准N产生的电压成为相对于在驱动电路的零基准电位N与定子绕组3的中性点电位S之间产生的电压Vcom，根据定子侧的静电电容分布而被分压的值。
另外，在第二轴承5b的外圈侧和驱动电路的零电位基准N(12)产生的电压成为相对于在驱动电路的零基准电位N(12)与定子绕组3的中性点电位S之间产生的电压Vcom，根据定子侧的静电电容分布而被分压的值。
在第一轴承5a的内圈侧及第二轴承5b的内圈侧(图9的4的部位)和驱动电路的零电位基准N产生的电压成为相对于在驱动电路的零电位基准N与定子绕组3的中性点电位S之间产生的电压Vcom，根据转子侧的静电电容分布而被分压的值。
本发明的发明者们通过考察图9的静电电容分布，发现了以下见解。第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2成为在第一轴承5a的外圈侧及第二轴承5b的外圈侧产生的电压与在内圈侧产生的电压之差。因此，发现为了降低第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2，需要使定子侧的静电电容的分布与转子侧的静电电容的分布一致或近似。
在第一轴承5a的外圈侧及第二轴承5b的外圈侧和驱动电路的零电位基准N产生的电压成为驱动电路的零基准电位N与第一金属托架1之间的静电电容Cnb1同定子绕组3与第一金属托架1之间的静电电容Csb1以及定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容Csb2的合成静电电容A2的分压比A2(Cnb1/合成静电电容A2)。
另外，在第一轴承5a的内圈侧及第二轴承5b的内圈侧和驱动电路的零电位基准N产生的电压成为驱动电路的零基准电位N与轴4之间的静电电容Cns同定子绕组3与定子铁心6之间的静电电容Ci、定子铁心6与磁体11之间的静电电容Cg、定子绕组3与磁体11之间的静电电容Csm以及磁体11的静电电容Cm的合成静电电容B2的分压比B2(Cns/合成静电电容B2)。
本发明的发明者们进行了专心考察，结果发现，为了降低第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2，使该分压比A2(Cnb1/合成静电电容A2)与分压比B2(Cns/合成静电电容B2)一致或近似。以下，将使该分压比A2与分压比B2一致或近似简称为匹配。
在专利文献1中，已知静电电容Cnb1、Csb2、Cns比合成静电电容B2小，因此为了使静电电容匹配，采用减小合成静电电容B2的静电电容的方法。
在专利文献1中，在转子10侧的静电电容分布中，在旋转体9设置有电介质层20，形成静电电容Cd。已知如下方法：该电介质的静电电容Cd在静电电容分布模型中，对磁体的静电电容Cm串联地插入了静电电容Cd，减小合成静电电容B2，由此取得与定子侧的静电电容分布的匹配，从而降低第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2。
电介质层20的静电电容Cd与电介质层20的厚度方向的距离(图8中的电介质层20的短方向的距离)成反比，与长度(图8中的电介质层20的长度方向的距离)成比例。因此，为了降低静电电容Cd，需要扩大电介质层20的宽度。
然而，在专利文献1中，如图8所示，对电介质层20施加应力作为旋转转矩，因此会产生为了确保其强度，而受到电介质层20的宽度的制约的情况。考察到在该情况下，无法获得所需的静电电容，轴电压不会下降。另外，在专利文献1中，存在如下问题：在使用了在径向上从中央呈辐条状地保持多个永久磁体(磁体)的旋转体9的电动机50中，需要通过增加电介质层20的宽度来缩短永久磁体(磁体)11的长度，导致电动机50的性能变差。
接下来，对专利文献2进行说明。
图10是专利文献2的电动机50的截面的示意结构图。图11是图10所示的电动机50的静电电容分布模型的图。
如图10所示，第一金属托架1及第二金属托架2通过连接部件13而短路。采用在定子铁心6与第一金属托架1及第二金属托架2中的任一方之间插入阻抗调整部件14的结构。
作为阻抗调整部件14，在使用具有静电电容的电容器的情况下，相对于静电电容Ci、Csb1以及Csb2的合成静电电容，作为阻抗调整用电容的阻抗调整部件14并联连接。而且，通过增大静电电容Ci、Csb1以及Csb2的合成静电电容，取得与转子侧的静电电容的匹配性。由此，在专利文献2中，能够降低第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2。
然而，难以确立将阻抗调整部件14连接于定子铁心6的方法。另外，考察到如下课题：由于在上述连接后进行模制，因此在生产工序过程中，上述连接部位脱离。
接下来，对专利文献3进行说明。
图12是专利文献3的电动机50的截面的示意结构图。
在专利文献3中，通过短路部件25使定子铁心6与第一金属托架1及第二金属托架2中的任一方短路。在专利文献3的图12中，使定子铁心6与第一金属托架1短路，实现第一轴电压Vsh1的降低。
专利文献3的结构记载了与专利文献2的图10相同的结构。而且，公开了专利文献3的结构是专利文献2的比较例3，存在轴电压发生波形溃散的问题。
推测这是因为，定子铁心6与短路的第一金属托架1之间的静电电容变大，但定子铁心6与不短路的第二金属托架2之间的静电电容不变。因此，考察到第二轴承Vsh2的轴电压不下降，电蚀抑制效果小。
最后，对专利文献4进行说明。
图13是表示电动机50的静电电容分布模型的图。
如图13所示，公开了如下方法：使第一金属托架1及第二金属托架2电绝缘，将定子铁心6与第一金属托架1之间的静电电容Csb1、定子铁心6与第二金属托架2之间的静电电容Csb2设定为近似或一致，从而降低轴电压。
然而，如以上那样，在现有的专利文献4的实施方式中，在调整静电电容Csb1与静电电容Csb2之比时，需要进行部件的尺寸调整以及部件间的距离等的调整，因此存在电动机的外形尺寸·形状变大的担心。
另外，相对于转子侧的静电电容分布，静电电容的匹配调整功能不充分，第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2不能充分下降。因此，考察到发生作为第一轴承5a及第二轴承5b的润滑脂的绝缘破坏现象的第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2的波形溃散，在长期的运转中电蚀寿命存在问题。
本发明的发明者们发现上述课题，并针对该课题解决，进行了专心研究，从而完成了以下的公开。
图1是本公开的电动机50的截面的示意结构图。
如图1所示，电动机50具有配置在两端的第一金属托架1及第二金属托架2、第一轴承5a及第二轴承5b、轴4、转子10以及定子18。旋转体9具有转子铁心8和作为永久磁体的磁体11。转子10具有旋转体9和轴4。定子18具有定子铁心6和定子绕组3。在第一金属托架1与第二金属托架2之间配置有静电电容Csb1sb2的电容性部件15。
图2是表示本公开的电动机50的静电电容分布模型的图。
通过在第一金属托架1与第二金属托架2之间插入静电电容Csb1sb2的电容性部件15，形成定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容Csb2和电容性部件15的静电电容Csb1sb2串联的电路。另外，形成该串联电路和定子绕组3与第一金属托架1之间的静电电容Csb1并联的电路。通过调整该电容性部件15的静电电容Csb1sb2，能够调整合成静电电容A1。这里，合成静电电容A1是静电电容Csb1、静电电容Csb2以及静电电容Csb1sb2的合成静电电容。合成静电电容B1是定子绕组3与定子铁心间6之间的静电电容Ci、定子铁心6与磁体11之间的静电电容Cg、定子绕组3与磁体11之间的静电电容Csm、以及磁体11的静电电容Cm的合成静电电容。
具体而言，发现通过增大静电电容Csb1sb2，来增大合成静电电容A1，使分压比A1(Cnb1/合成静电电容A1)与分压比B1(Cns/合成静电电容B1)一致或近似。其结果，想到了取得定子侧的静电电容分布与转子侧的静电电容分布的匹配，从而降低轴电压的方法。
基于以上的考察，本发明的发明者们想到以下说明的本公开的方式。
本公开的一个方式所涉及的电动机具备：
定子，包括卷绕有定子绕组的定子铁心；
旋转体，与上述定子对置而将多个磁体沿周向保持，或者从中央呈辐条状地保持多个磁体；
转子，包括上述旋转体和以贯通上述旋转体的中央的方式紧固上述旋转体的轴，
两个轴承，支承上述旋转体；
第一金属托架，固定上述两个轴承中的一个轴承；以及
第二金属托架，固定上述两个轴承的另一个上述轴承，
在上述第一金属托架与上述第二金属托架之间设置有电容性部件，
使定子侧的合成静电电容的值A1增大，该定子侧的合成静电电容的值A1包含上述电容性部件的静电电容Csb1sb2、上述定子绕组与上述第一金属托架之间的静电电容Csb1、以及上述定子绕组与上述第二金属托架之间的静电电容Csb2，使上述定子侧的合成静电电容A1同对上述定子绕组施加电压的驱动电路的零基准电位与上述第一金属托架之间的静电电容Cnb1之比、和转子侧的合成静电电容B1同上述驱动电路的零基准电位与上述轴之间的静电电容Cns之比近似或一致，该转子侧的合成静电电容B1包括上述定子绕组与上述定子铁心之间的静电电容Ci、上述定子铁心与上述磁体之间的静电电容Cg、上述定子绕组与上述磁体之间的静电电容Csm以及上述磁体的静电电容Cm。
根据上述方式，通过增大静电电容Csb1sb2，来增大合成静电电容A1，使分压比A1(Cnb1/合成静电电容A1)与分压比B1(Cns/合成静电电容B1)接近，由此能够抑制电动机中的轴承的电蚀的发生。
以下，对本公开的更具体的实施方式进行说明。但是，有时省略必要以上的详细说明。例如，有时省略已经广为人知的事项的详细说明、对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，易于本领域技术人员的理解。此外，发明者们为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供附图及以下的说明，并非意在通过这些来限定权利要求书所记载的主题。在以下的说明中，对相同或类似的构成要素标注相同的参照附图标记。
(实施方式1)
以下，使用附图对表示本公开的一个方式的电动机进行说明。
图1是表示本公开的一个方式的内转子型且无刷径向型的电动机50的截面的示意结构图。
如图1所示，在电动机50的两端配置有具有导电性的第一金属托架1和具有导电性的第二金属托架2。第一金属托架1的外径与第二金属托架2的外径相同或者比其大。由此，能够稳定地支承轴承并使轴4旋转。
在第一金属托架1的中央部配置有固定于第一金属托架1的第一轴承5a，在第二金属托架2的中央部配置有固定于第二金属托架2的第二轴承5b。轴4由第一轴承5a和第二轴承5b支承并旋转。轴4从第一金属托架1突出。
定子18使旋转磁场产生，通过旋转磁场使转子10旋转。在定子18的内侧与定子18隔着空隙插入转子10。
定子18具有定子铁心6和作为绕组的定子绕组3。在定子铁心6夹设有用于使定子铁心6绝缘的树脂7，且卷绕有定子绕组3。而且，这样的定子铁心6与第一金属托架1及第二金属托架2等其他固定部件一起用树脂的模制材料成型。在实施方式1中，通过将这些部件这样模制一体成型，构成外形呈大致圆筒形状的定子。模制一体成型的部件作为电动机50的壳体发挥功能。另外，第一金属托架1及第二金属托架2也可以通过空间与定子铁心6绝缘。
转子10在电动机50中旋转，因此具有轴4和旋转体9。旋转体9具有转子铁心8和作为铁氧体磁体的永久磁体的磁体11。转子10在转子铁心8的外周保持多个磁体11，以贯通转子铁心8的中央的方式具有轴4。另外，转子10也可以与定子18对置并从中央呈辐条状地保持多个磁体11。
在轴4安装有支承轴4的第一轴承5a及第二轴承5b。第一轴承5a及第二轴承5b是具有多个铁珠的圆筒形状的轴承，第一轴承5a的内圈侧及第二轴承5b的内圈侧固定于轴4。
而且，在这些第一轴承5a及第二轴承5b中，分别通过具有导电性的第一金属托架1及第二金属托架2，固定第一轴承5a的外圈侧及第二轴承5b的外圈侧。在图1中，第一轴承5a固定于第一金属托架1，第二轴承5b固定于第二金属托架2，轴4被两个轴承支承，转子10旋转自如地旋转。
另外，在该电动机50的内部，安装有使旋转磁场产生的驱动电路的印刷电路基板12配置在转子10与第一金属托架1之间。例如，在驱动电路，为了对定子绕组3施加电压而安装有逆变器电路等。
对于如以上那样构成的电动机50，通过由驱动电路向定子绕组3施加电压，在定子绕组3流过电流，从定子铁心6产生磁场。而且，通过来自定子铁心6的旋转磁场和来自磁体11的磁场，与这些磁场的极性相应地产生吸引力以及排斥力，通过这些力使转子10以轴4为中心旋转。
而且，如图1所示，作为短路线的导通部件13的一个端部与第二金属托架2电连接，导通部件13的另一个端部与电容性部件15电连接。作为短路线的导通部件13的一个端部与电容性部件15电连接，导通部件13的另一个端部与第一金属托架1电连接。例如，电容性部件15配置于第一金属托架1侧的空间。例如，电容性部件15配置于定子铁心6与第一金属托架1之间的空间。
电容性部件15例如是陶瓷电容器。另外，电容性部件15例如是在PBT等树脂的两侧设置有电极的成型品。电容性部件15只要蓄积电荷即可，形态没有特别限定。电容性部件15只要配置在电动机50的内部，则可以配置于任一处，例如配置于电动机50的壳体的内壁。
根据该构成，在电动机50的内部，在第一金属托架1与第二金属托架2之间配置有电容性部件15，能够将第一金属托架1及第二金属托架2与电容性部件15电连接。
图2是实施方式1的静电电容分布模型图。将插入于第一金属托架1与第二金属托架2之间的电容性部件15的静电电容设为Csb1sb2。静电电容Csb1sb2和定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容Csb2构成串联电路。另外，该串联电路和定子绕组3与第一金属托架1之间的静电电容Csb1构成并列电路，成为串并联合成静电电容A1(以下，称为合成静电电容A1)。另外，定子绕组3与定子铁心间6之间的静电电容Ci、定子铁心6与磁体11之间的静电电容Cg、定子绕组3与磁体11之间的静电电容Csm、以及磁体11的静电电容Cm串联以及/或者并联地构成电路，成为串并联合成静电电容B1(以下，称为合成静电电容B1)。
为了使定子18侧的静电电容分布与转子10侧的静电电容分布近似，以第一轴承5a及第二轴承5b的内圈及外圈为基准，使驱动电路的零基准电位N与第一金属托架1之间的静电电容Cnb1同合成静电电容A1之比(Cnb1/合成静电电容A1)、和驱动电路的零基准电位N与轴4之间的静电电容Cns同合成静电电容B1之比(Cns/合成容量B1)近似。
图3是改变电容性部件15的静电电容Csb1sb2的值，测定第一轴承5a的轴电压Vsh1(以下，称为第一轴电压Vsh1)以及第二轴承5b的第二轴电压Vsh2(以下，称为第二轴电压Vsh2)的实验结果。
在实验中，磁体11的静电电容Cm为21pF，转子10的直径为51mm，第一轴承5a及第二轴承5b使用Minebea制608。第一轴承5a及第二轴承5b的润滑脂使用稠度为239的润滑脂。将定子绕组3的电源电压设为391V，使转子10以转速1000r/min旋转。
在图3中，横轴是电容性部件15的静电电容Csb1sb2的值，左侧的纵轴是第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2。图3的右侧的纵轴是计算比值(合成静电电容A1/Cnb1)与比值(合成静电电容B1/Cns)之比值(分压比)，该分压比的值。
对于第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2的测定而言，以第一轴承5a的外圈及第二轴承5b的外圈为基准测定内圈的电压，将内圈的电压相对于外圈高的情况设为正，将内圈的电压相对于外圈低的情况设为负。
从图3可知，在静电电容Csb1sb2的值小的情况下，第一轴电压Vsh1成为正的大的电压，第二轴电压Vsh2成为负的大的电压。可知若增大静电电容Csb1sb2的值，则第一轴电压Vsh1逐渐成为小的值，第一轴电压Vsh1逐渐接近第二轴电压Vsh2。另外，可知若增大静电电容Csb1sb2的值，则第二轴电压Vsh2也逐渐成为负的小的值。
第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2是第一轴承5a及第二轴承5b的外圈与内圈的电压的电压差，这些电位差逐渐降低。
如图3所示，可知通过调整静电电容Csb1sb2，第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2能够降低至作为一般的轴承的润滑脂的绝缘破坏的标准的5V以下。另外，还确认了作为第一轴承5a及第二轴承5b的润滑脂油膜的绝缘破坏的现象的轴电压波形的波形溃散不会发生。
在图3中，比值(合成静电电容B1/Cns)为0.48。如图3所示，可知比值(合成静电电容A1/Cnb1)与比值(合成静电电容B1/Cns)之比值在0.7至1.1的范围内，第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2的绝对值能够降低至5V以下。
即，通过使比值(合成静电电容A1/Cnb1)与比值(合成静电电容B1/Cns)近似或者一致，能够使第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2降低。
使用图2对上述机理详细地进行说明。
由于定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容Csb2和电容性部件15的静电电容Csb1sb2是串联电路，因此第二金属托架2的第二电压Vsh2相对于定子绕组3与第一金属托架1之间的第一轴电压Vsh1，施加被分压到电容性部件15的静电电容Csb1sb2的两端的电压。
若电容性部件15的静电电容Csb1sb2变大，则被分压到其两端的电压变小，在第二轴承5b的外圈产生的第二轴电压Vsh2接近第一轴电压Vsh1的值，因此第二轴电压Vsh2也能够降低。
即，通过使定子绕组3与第一金属托架1之间的静电电容Csb1、定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容Csb2、以及电容性部件15的静电电容Csb1sb2的合成静电电容A1增大，取得定子18侧的合成性静电电容分布与转子10侧的合成性静电电容分布的匹配性，从而能够降低第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2。
这样，在实施方式1中，通过在第一金属托架1与第二金属托架2之间插入电容性部件15，取得定子18侧的静电电容分布以及转子10侧的静电电容分布的匹配性，能够降低第一轴电压Vsh1及第二轴电压Vsh2，获得抑制电蚀的效果。
如以上说明的那样，通过调整定子绕组3与第一金属托架1之间的静电电容、定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容、以及电容性部件15的静电电容，取得定子侧的静电电容分布与转子侧的静电电容分布的匹配性，从而能够降低第一轴承5a的轴电压。另外，由于定子绕组3与第二金属托架2之间的静电电容和电容性部件15是串联电路，因此第二金属托架2的电压相对于定子绕组3与第一金属托架1之间的电压，施加被分压到电容性部件15的静电电容成分的两端的电压。若电容性部件15的静电电容变大，则被分压到其两端的电压变小，在第二轴承5b的外圈产生的电压接近第一轴承5a的轴电压的值，因此第二轴承5b的轴电压也能够降低。因此，实施方式1所涉及的电动机50具有抑制轴承电蚀的发生极其优异的效果。
另外，实施方式1所涉及的电动机50能够在电动机50的内部的空的部位容易地安装电容性部件15，因此制造性优异。
另外，实施方式1所涉及的电动机50由于电容性部件15紧凑，因此电动机50的外径尺寸、形状也不会变大。
(实施方式2)
作为本公开所涉及的电气设备的例子，将空调室内机的结构作为实施方式2，详细地进行说明。本公开所涉及的电气设备并不限定于这一例。
在图4中，在空调室内机110的壳体111内具备无刷马达101。在该无刷马达101的旋转轴安装有作为送风风扇的横流风扇112。无刷马达101由马达驱动装置113驱动。利用来自马达驱动装置113的通电，无刷马达101旋转，伴随于此，横流风扇112旋转。通过该横流风扇112的旋转，将由室内机用热交换器(未图示)进行空气调节后的空气向室内送风。这里，无刷马达101例如能够应用上述实施方式1的电动机。
本公开的电气设备具备无刷马达和装载有该无刷马达的壳体，作为无刷马达，采用上述实施方式1的电动机。
(实施方式3)
作为本公开所涉及的电气设备的例子，将空调室外机的结构作为实施方式3，详细地进行说明。
在图5中，空调室外机201在壳体211的内部具备无刷马达208。该无刷马达208在旋转轴安装有送风风扇212。
空调室外机201被立设于壳体211的底板202的分隔板204划分为压缩机室206和热交换器室209。在压缩机室206设置有压缩机205。在热交换器室209配设有热交换器207及送风风扇马达。在分隔板204的上部设置有电子部件箱210。
该送风用风扇马达伴随着由收容于电子部件箱210内的马达驱动装置驱动的无刷马达208的旋转，送风风扇212旋转，通过热交换器207向热交换器室209送风。这里，无刷马达208例如能够应用上述实施方式1的电动机。
本公开的电气设备具备无刷马达和装载有该无刷马达的壳体，作为无刷马达，采用上述实施方式1的电动机。
(实施方式4)
作为本公开所涉及的电气设备的例子，将热水器的结构作为实施方式4，详细地进行说明。
在图6中，在热水器330的壳体331内具备无刷马达333。在该无刷马达333的旋转轴安装有送风风扇332。
无刷马达333由马达驱动装置334驱动。利用来自马达驱动装置334的通电，无刷马达333旋转，伴随于此，送风风扇332旋转。通过该送风风扇332的旋转，对燃料汽化室(未图示)输送燃烧所需的空气。这里，无刷马达333例如能够应用上述实施方式1的电动机。
本公开的电气设备具备无刷马达和装载有该无刷马达的壳体，作为无刷马达，采用上述实施方式1的电动机。
此外，在实施方式1的图1中，将电容性部件15配置在电动机50的内部，但也可以如图7所示，电容性部件15配置于电动机50的外部。电容性部件15只要配置于电动机50的外部，则可以配置于任一处，例如，配置于电动机50的壳体的外壁。另外，电容性部件15例如也可以设置于远离电动机50的位置。由此，能够使电动机更加紧凑。图7的方式不限于实施方式1，也能够应用于实施方式2～4。
此外，在实施方式1的图1中，将具备驱动电路的印刷电路基板12设置在电动机50的内部，但也可以将具备驱动电路的印刷电路基板12设置于电动机50的外部。在该情况下，能够使电动机50紧凑。
此外，在实施方式2～4中，作为电动机旋转的部件，使用了送风风扇，但旋转的部件没有特别限定。
此外，实施方式1～4所涉及的发明只要不产生矛盾，就能够进行置换或组合。
如以上那样，本公开包括以下项目所记载的电动机以及具备该电动机的电气设备。
〔项目1〕
一种电动机，具备：
定子，包括卷绕有定子绕组的定子铁心；
旋转体，与上述定子对置而将多个磁体沿周向保持，或者从中央呈辐条状地保持多个磁体；
转子，包括上述旋转体和以贯通上述旋转体的中央的方式紧固上述旋转体的轴；
两个轴承，支承上述旋转体；
第一金属托架，固定上述两个轴承中的一个轴承；以及
第二金属托架，固定上述两个轴承中的另一个上述轴承，
在上述第一金属托架与上述第二金属托架之间设置有电容性部件，
使定子侧的合成静电电容的值A1增大，该定子侧的合成静电电容的值A1包括上述电容性部件的静电电容Csb1sb2、上述定子绕组与上述第一金属托架之间的静电电容Csb1、以及上述定子绕组与上述第二金属托架之间的静电电容Csb2，使上述定子侧的合成静电电容A1同对上述定子绕组施加电压的驱动电路的零基准电位与上述第一金属托架之间的静电电容Cnb1之比、和转子侧的合成静电电容B1同上述驱动电路的零基准电位与上述轴之间的静电电容Cns之比近似或一致，上述转子侧的合成静电电容B1包括上述定子绕组与上述定子铁心之间的静电电容Ci、上述定子铁心与上述磁体之间的静电电容Cg、上述定子绕组与上述磁体之间的静电电容Csm以及上述磁体的静电电容Cm。
根据上述方式，通过增大静电电容Csb1sb2，来增大合成静电电容A1，使分压比A1(Cnb1/合成静电电容A1)与分压比B1(Cns/合成静电电容B1)接近，由此能够抑制电动机中的轴承的电蚀的发生。
〔项目2〕
根据项目1所记载的电动机，上述第一金属托架及上述第二金属托架通过绝缘树脂或空间而与上述定子的定子铁心绝缘。
根据上述方式，由于被绝缘，所以容易生成转子磁场。
〔项目3〕
根据项目1或2所记载的电动机，上述电容性部件设置于上述电动机的外部。
根据上述方式，不受电容性部件的空间的制约，能够使电动机紧凑。
〔项目4〕
根据项目1至3中任一项所记载的电动机，上述电容性部件设置在上述电动机的内部。
根据上述方式，不会对电动机外部的空间造成影响。
〔项目5〕
根据项目1至4中任一项所记载的电动机，通过上述电容性部件的静电电容Csb1sb2，使上述定子绕组与上述第一金属托架之间的静电电容Csb1、上述定子绕组与上述第二金属托架之间的静电电容Csb2、以及上述静电电容Csb1sb2的合成静电电容A1增大，使在上述轴承的内圈与上述轴承的外圈之间产生的电位差减小。
根据上述方式，通过静电电容Csb1sb2，使上述定子绕组与上述第一金属托架之间的静电电容Csb1、上述定子绕组与上述第二金属托架之间的静电电容Csb2、以及上述电容性部件Csb1sb2的合成静电电容A1增大，使分压比A1(Cnb1/合成静电电容A1)与分压比B1(Cns/合成静电电容B1)之比近似或一致，从而能够抑制电动机中的轴承的电蚀的发生。
〔项目6〕
根据项目1至5中任一项所记载的电动机，具备上述驱动电路的印刷电路基板设置在上述电动机的内部。
根据上述方式，不会对电动机外部的空间造成影响。
〔项目7〕
根据项目1至6中任一项所记载的电动机，上述第一金属托架的外径与上述第二金属托架的外径相同或者上述第一金属托架的外径比上述第二金属托架的外径大。
根据上述方式，通过形成具有与第二金属托架的外径相等或比其大的外形的第一金属托架，能够使轴稳定地旋转。
〔项目8〕
根据项目1至5或7所记载的电动机，具备上述驱动电路的印刷电路基板设置于上述电动机的外部。
〔项目9〕
一种电气设备，装载有项目1至8中任一项所记载的电动机和由上述电动机驱动的送风风扇。
根据上述方式，能够抑制具备送风风扇的电气设备的电动机的轴承的电蚀的发生。

Claims (9)

1.一种电动机，具备：
定子，包括卷绕有定子绕组的定子铁心；
旋转体，与所述定子对置而将多个磁体沿周向保持，或者，从中央呈辐条状地保持多个磁体；
转子，包括所述旋转体、和以贯通所述旋转体的中央的方式将所述旋转体紧固的轴；
两个轴承，对所述旋转体进行支承；
第一金属托架，将所述两个轴承中的一个轴承固定；以及
第二金属托架，将所述两个轴承中的另一个所述轴承固定，
所述电动机的特征在于，
在所述第一金属托架与所述第二金属托架之间设置有电容性部件，
使定子侧的合成静电电容的值A1增大，该定子侧的合成静电电容的值A1包含所述电容性部件的静电电容Csb1sb2、所述定子绕组与所述第一金属托架之间的静电电容Csb1、以及所述定子绕组与所述第二金属托架之间的静电电容Csb2，使所述定子侧的合成静电电容A1同对所述定子绕组施加电压的驱动电路的零基准电位与所述第一金属托架之间的静电电容Cnb1之比、和转子侧的合成静电电容B1同所述驱动电路的零基准电位与所述轴之间的静电电容Cns之比近似或一致，该转子侧的合成静电电容B1包含所述定子绕组与所述定子铁心之间的静电电容Ci、所述定子铁心与所述磁体之间的静电电容Cg、所述定子绕组与所述磁体之间的静电电容Csm以及所述磁体的静电电容Cm。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，
所述第一金属托架及所述第二金属托架通过绝缘树脂或空间而与所述定子的定子铁心绝缘。
3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
所述电容性部件设置于所述电动机的外部。
4.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
所述电容性部件设置于所述电动机的内部。
5.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
通过所述电容性部件的静电电容Csb1sb2，使所述定子绕组与所述第一金属托架之间的静电电容Csb1、所述定子绕组与所述第二金属托架之间的静电电容Csb2、以及所述静电电容Csb1sb2的合成静电电容A1增大，使在所述轴承的内圈与所述轴承的外圈之间产生的电位差减小。
6.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
具备所述驱动电路的印刷电路基板设置于所述电动机的内部。
7.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
具备所述驱动电路的印刷电路基板设置于所述电动机的外部。
8.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，
所述第一金属托架的外径与所述第二金属托架的外径相同，或者，所述第一金属托架的外径比所述第二金属托架的外径大。
9.一种电气设备，其特征在于，
装载有权利要求1～8中任一项所述的电动机和由所述电动机驱动的送风风扇。
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