SKF针对湿式电子轴体系结构的轴电流泄漏的缓解创新和测试方法

以下将以问答的方式，深度解析文章的重点内容，简明扼要解答重要知识点。

问题1：湿式电子轴体系结构中的电流泄漏有哪些类型？SKF针对湿式电子轴体系结构的电流泄露问题提出了哪些解决方案？

回答：湿式电子轴体系结构中的电流泄漏类型包括：

1. 电容放电电流（Capacitive discharge current）：这种电流由于电容器的充放电过程而产生，特别是在高频率下，这可能会导致电流通过非预期的路径流动。

2. 高频循环电流（HF circulating current）：这种电流由于电感和电容之间的耦合而产生，尤其是在绕组和金属元件之间。

SKF提出的解决方案包括使用混合陶瓷球轴承以及集成导电刷环。其中，混合陶瓷球轴承可以有效地防止由于循环电流引起的磨损和其他问题；而导电刷环则能够降低轴电压，并且具有低阈值电压和低感应性，能够在现实条件下的电压和电流下提供较低的电阻。

问题2：在设计SKF的导电刷环时，考虑了哪些关键因素以确保其性能？

回答：在设计SKF的导电刷环时，他们考虑到的因素有通过孔的设计以便于组装到最合适的位置、轴向紧凑性和可以根据需求定制的支架等。此外，该设计还具备防水特性并且无需额外添加元件如密封或导电套筒。

问题3：SKF的模拟工具SimPro如何整合轴承电气行为？

回答：SKF将轴承的电气行为整合到了他们的模拟工具SimPro之中。这个工具可以通过浮动轴电压（由外来电容产生的）与接地外壳之间的比较来评估轴承电压是否超过了油膜击穿电压。

问题4：为什么传统的LCR计无法捕捉到导电元素的非线性行为？

回答：这是因为传统的LCR计并不能测量导电电压门限，也就是Vbth小于Vcth的情况。同时，为了真实地反映实际情况，需要对轴表面进行机械和电动的老化处理。

问题5：SKF的导电刷环是如何减少电容器放电损害的？

回答：SKF的导电刷环能有效的减小电容器放电损害主要是因为它拥有低阻抗，在实际应用中的电压和电流条件下表现良好，而且它还有着非常低的阈值电压和相对传统刷子更低的感抗。

问题6：SKF的导电刷环经过了多少次耐久测试？并请描述一下这些测试的结果。

回答：SKF的导电刷环进行了长达2750小时(相当于18亿转)的耐久测试。在这个过程中，即使是在最高21000转/分钟的速度下，电压阈值也一直低于接受标准（对于两个串联的刷子来说，这是5伏特）。而在整个测试期间，无论速度如何变化，电压阈值都始终维持在一个可接受的标准以下。

问题7：SKF的导电刷环与其他设计方案相比有什么优势？

回答：相比于其他方案，SKF的导电刷环的优势在于它可以持续稳定地工作，不需要额外的能量储存设备，也不需要特殊的安装方式或者环境适应能力。这使得它非常适合用于电动汽车等领域。

问题8：SKF的新测试方法主要关注的是什么？这种方法的优点是什么？

回答：SKF的新测试方法主要关注的是导电元件的耐久性和电气特征。它的优点是可以连续监测导电元件的状态，从而及时发现潜在的问题并采取措施解决。

问题9：SKF的导电刷环有哪些特点使其适用于湿热环境下运行的设备？

回答：SKF的导电刷环特别适合在潮湿环境中使用的原因主要有两点：一是可以根据需要调整纤维密度以实现低阻抗，二是完全不需要额外的部件如密封件或轴上的导电套管。

问题10：根据提供的信息，SKF的导电刷环能否全面保护电动车免受两种常见的漏电信号的影响？如果可以，它是怎么做到的？

回答：依据给出的信息，SKF的导电刷环确实能够全面保护电动车不受这两种常见漏电信号的影响。具体而言，它一方面能够通过自身的低阈值电压和低阻抗特性，有效地降低轴电压；另一方面，配合使用混合陶瓷球轴承，则可以在循环电流路径上形成高阻抗，进一步阻止电流泄露。

问题11：混合陶瓷球轴承相较于传统轴承有什么优势？

混合陶瓷球轴承相较于传统轴承的优势包括：

1. 电导率：混合陶瓷球轴承具有更好的电导率，能够更有效地减少电荷积累，从而降低电流泄露的风险。

2. 耐腐蚀性：陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性，因此混合陶瓷球轴承在恶劣环境中更能抵抗腐蚀，延长使用寿命。

3. 磨损性能：陶瓷球的硬度通常高于传统的钢球，这使得混合陶瓷球轴承在高负荷和高速运转下有更好的耐磨损能力。

4. 温度稳定性：陶瓷材料具有良好的热稳定性，因此混合陶瓷球轴承在高温环境下能保持稳定的性能。

5. 润滑要求低：由于陶瓷材料的天然润滑性能，混合陶瓷球轴承在某些情况下可能不需要额外的润滑，或者可以使用更少的润滑剂。

6. 高速性能：由于陶瓷球的密度低于钢球，因此在高速运转时，混合陶瓷球轴承产生的离心力较小，可以支持更高的转速。

7. 轴承寿命：由于上述优点，混合陶瓷球轴承通常具有更长的使用寿命。

综上所述，混合陶瓷球轴承在电气性能、环境适应性、机械性能等方面相比传统轴承具有显著优势，尤其适合于高精度、高效率和长寿命要求的应用场景。

总 结

SKF的导电刷环设计旨在减轻湿式电子轴架构中的电流泄露问题。SKF的导电刷环具有低电阻、低电压阈值和低电感等特点，能够在现实电压和电流条件下有效地减少电流泄露造成的损害。该设计紧凑，易于组装，并且无需额外的密封或导电套筒，适用于潮湿环境，可以根据需要定制纤维密度，即使在潮湿条件下也能保持低阻抗。同时，该产品经过了长时间（1.8亿转）的耐久性测试，最高转速达到21000转/分，证明其具有良好的性能和寿命。

SKF的导电刷环能够完全保护应用免受电动车常见的两种电流泄露现象的影响，需要同时使用导电刷和混合陶瓷球轴承才能实现全面保护。