相關(guān)申請(qǐng)的交互參考

本申請(qǐng)是2011年4月18日提出的美國(guó)專利申請(qǐng)13/089017號(hào)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，并對(duì)它要求優(yōu)先權(quán)。這里全部引入該專利申請(qǐng)供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電荷耗散裝置，更具體地說，涉及將靜電電荷導(dǎo)向地面的電流分流環(huán)，該靜電電荷是通過使用回轉(zhuǎn)設(shè)備產(chǎn)生的。

涉及聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)的說明

沒有使用聯(lián)邦基金來開發(fā)或創(chuàng)造本專利申請(qǐng)所述的發(fā)明。

列表順序，表格或列出光盤附錄的計(jì)算機(jī)程序的參考

不適用

根據(jù)37C.F.R.1.171（d）的授權(quán)

本專利文件公布的一部分可能包含屬于版權(quán)和商標(biāo)保護(hù)的材料。版權(quán)所有人不反對(duì)該專利文件或?qū)＠_的任何人進(jìn)行傳真復(fù)制，因?yàn)檫@種復(fù)制出現(xiàn)在專利和商標(biāo)局的專利文件或記錄中，但其他情況保留所有的版權(quán)。CDR和電流分流環(huán)(Current?Diverter?Ring,縮寫CDR)是受讓人Inpro/Seal?LLC.(因浦洛希爾有限責(zé)任公司)的排他的商標(biāo)。

背景技術(shù)

回轉(zhuǎn)設(shè)備，特別是電機(jī)的維護(hù)是困難的，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)加工工廠中設(shè)備的工作周期過長(zhǎng)，輕視服務(wù)因素，設(shè)計(jì)和缺少備用的回轉(zhuǎn)設(shè)備。對(duì)于電機(jī)，機(jī)床主軸，濕端造紙機(jī)輥，鋁輥軋機(jī)，蒸汽急冷泵和其它使用影響潤(rùn)滑的極其污染的物質(zhì)的設(shè)備尤其是這樣。

已經(jīng)使用各種形式的軸密封裝置來保護(hù)軸承環(huán)境的完整性。這些裝置包括橡膠唇密封，間隙迷宮密封和吸引磁性密封。唇密封或其它接觸式軸密封迅速磨損至失效狀態(tài)，并且在該密封的徑向末端，在失效情況將轉(zhuǎn)子和定子之間的界面暴露在污染物或潤(rùn)滑劑中之前，容許大量的濕氣和其它污染物進(jìn)入工作設(shè)備的儲(chǔ)油結(jié)構(gòu)中。當(dāng)用在使用變頻驅(qū)動(dòng)（VFD）的電機(jī)上時(shí)，軸承失效和損壞的問題變得復(fù)雜，因?yàn)檫@是與VFD控制的電機(jī)連接的電氣控制的性質(zhì)決定的。

VFD通過將正弦線的交流(AC)電壓轉(zhuǎn)換為直流(DC)電壓，再返回至變頻的脈沖寬度調(diào)制（PWM）的交流(AC)電壓來調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。這些脈沖的切換頻率范圍為1kHz至20kHz,并稱為“載波頻率”。電壓變化與時(shí)間變化之比（ΔV/ΔT）形成所謂的電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的寄生電容，該電容在轉(zhuǎn)子軸上感應(yīng)出電壓。如果在軸上感應(yīng)出的，稱為“共模電壓”或“軸電壓”的電壓達(dá)到足夠的電平，則它可通過軸承向地面放電。這樣通過電機(jī)軸承流向地面的電流稱為“軸承電流”。(參見http://www.greenheck.com/technical/tech_detail.php?display=files/Product_guide/fa117_03)

除了其它原因，有許多原因，包括VFD中的電壓脈沖超調(diào)，電機(jī)磁路的不對(duì)稱，供電不平衡和瞬態(tài)條件，造成軸承電流。這些條件中的任何條件可以獨(dú)立地或同時(shí)產(chǎn)生，形成從電機(jī)軸流過的軸承電流。(參見http://www.greenheck.com/technical/tech_detail.php?display=files/Product_guide/fa117_03)

軸電壓累積在轉(zhuǎn)子上，直至它超過電機(jī)軸承潤(rùn)滑劑的介電電容，在該點(diǎn)上，電壓以短脈沖形式通過軸承向地面放電。在放電后，電壓再次累積在軸上，并且該循環(huán)本身重復(fù)。這種隨機(jī)和頻繁的放電具有放電加工(electric?discharge?machining)（EDM）的效應(yīng)，這會(huì)造成在軸承滾動(dòng)件和輥道上出現(xiàn)坑。開始，這些放電形成在表面上的“冰霜”或“噴砂”效應(yīng)。隨著時(shí)間的推移，這種惡化在軸承輥道上造成稱為“刻槽”的槽圖形，這表示軸承已嚴(yán)重?fù)p壞。最后，該惡化導(dǎo)致軸承完全失效。(參見http://www.greenheck.com)

現(xiàn)有技術(shù)提供了多種減輕軸電壓原因引起的損壞的方法，包括使用屏蔽電纜，將軸接地，絕緣軸承和安裝法拉第屏蔽物。例如，美國(guó)專利7193836號(hào)公布了控制軸電流的裝置，該裝置設(shè)計(jì)成可在存在電場(chǎng)的情況下誘導(dǎo)出電離。

大多數(shù)外部應(yīng)用附加了成本，復(fù)雜性和暴露在外部環(huán)境因素中的問題。絕緣軸承借消除電流通過軸承流動(dòng)至地面的通道，提供了一種內(nèi)部解決方案。然而，安裝絕緣軸承不能消除軸電壓，該軸電壓繼續(xù)尋找至地面的阻抗最低的通道。這樣，如果阻抗通道是通過被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載，則絕緣軸承不是有效的。因此，現(xiàn)有技術(shù)不能提供一種內(nèi)部的，低磨損的方法或裝置，使軸電壓有效地接地和避免導(dǎo)致軸承過早失效的軸承的放電加工。

發(fā)明內(nèi)容