TW200301034A - Method and system for reducing bearing fluting in electromechanical machine - Google Patents

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200301034 玖、發明說明 (發明說明應敘明··發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） t發明戶斤屬之技術領域】 相關申請案 此係為一於2001年11月6曰提出申請，序號為 5 1〇/〇11，823號之部分延續專利申請案。 發明領域 本發明-般係有關於具有一轉動轴之機電機械的領域 ，諸如電氣馬達，更特定言之，係有關於—種佈置或是佈 製的結合用於降低行進通過馬達軸承的雜散電流⑽ay 10 currents)，從而防止發生槽紋或其他的損害。 L· iltr 發明背景 -般而言’機電機械係於複數之應用中使用，於其中 15 其係必需將電能轉換成轉動的機械能。轉速係由機電機械 之茶數所控制。控制速度之參數包括該機械係為交流(AC) 抑或為直流（DC)、輸入之電壓電平、機械本身的設計、以 =入電壓的頻率。該等參數中之最後參數，輸入電壓的 頻率，係可加以變化用 該等可變速之機電速度達到高精確度。 用，包括製造、輸電:專動糸統係於複數種工業中使 術上的創新導致可，統。近來在高電力半導體技 地成長。儘管；一動系統之應用成指數 系統之電力命子、、系統的出5見’然而，由於傳動 該速轉換速度而產生新的問題。 ·達輛承之槽紋，係因於馬達電場中所 20 200301034 玖、發明說明 5 ,生之雜散電流未適當地與機電機械之軸隔離所造成。槽 =係為放電機械加工的-型式’其係、導致—波紋的形態通 常係出現在軸承之内或外滾圈(race)的表面上。此型式的 損害降低了軸承的壽命，使應持續使用六至十年的壽命減 至四個月。所評估的是由於當損害的軸以及其他之元件必 需更換時增加所需之保養，所以將有數百萬元係因此型式 的軸承損害而損失。 本I月係針對一種方法及配置其係設計用以降低通過 馬_承之雜散電流’從而降低因槽紋問題所造成之損害。 【潑^明内容】 發明概要 哥求上述問題之解決之道，並提供-種改良 _電機械。-典型的機電機械包括—外罩結構沿著一預 定的中心軸而支撐著一軸。 15 2〇 省機械包括一定子係相關於外 軍、、、口構而受固定，祐呈古说 ，、有複數之傳導性繞組係相關於中心 軸而徑向地隔開。相闕 相關於軸而固定之一轉子係徑向地位在 定子之内部。轉子具有複 一 数之电流路徑係相關於中心軸而 接向地隔開。外殼結構至 持一軸承總成轉動地支撐該 轴。典型地，一機電機械 ,,^ ^ 一軸承總成，係轉動地與 位在機械之任一端都μ AA心+ 而#上的軸連接。軸承總成係包覆 部的馬達鐘狀部分中，在纟 丨刀中係與機械外罩之任—端部連接。 論及機電機械時，織 又，在機電機械之電場中所產 生之雜散電流係製造壓端 單產生損…广乾圍内的軸電壓。高的轴電 Μ產生彻吾電流，當雷厭、去 ^達到—臨界電平時於馬達軸承之 200301034 玖、發明說明 、牛1產生兒弧。存在於軸承與軸之間的軸承潤滑脂係成 為一微弱的電介質導致損害的電流。損害電流導致在軸承 ^局^地溫度升高形態，依次導致軸承之物理特性的不連 貝f此&告增加了需要更換軸承的次數，並因而增加馬 5達維修保養的成本。 不 ίο 15 本發明係由-新穎絕緣環或是一包括一絕緣環之配置 的結合方式所組成，其係個別地設計用以降低通過馬達轴 承之雜散電流總量，或更特定言之，係為該等電流之電流 密度。該結合配置—般係包括二至五種配置。第一，一 具傳導性之材料的絕緣環係可安裝在一馬達鐘狀部分卜 使用作為供馬達軸承與一絕緣部分二者所用的一支撐裝置 ，該絕緣部分將馬達軸與馬達軸承和馬達鐘狀部分隔離。 絕緣環降低因電流通過馬達軸承至轉動軸所可能發生的軸 R故p平機會，反之亦然。可交替地，該絕緣環係可直接射 出成型成馬達鐘狀部分，消除了加工馬達鐘狀部分的需求 ’並將絕緣環壓按配裝在馬達鐘狀部分中。第二，將馬達 轴接地，俾便提供一低阻抗路徑可替代延伸穿過馬達軸承 的路徑。第三，當利用一共同模態電麗藉由—快逮轉換的 轉換器傳動該-機電機械（例如，—馬達）時，可使用一共 同模態的扼流圈（ch〇ke)。第四，同時當使用—快速轉換: 轉換器時’可以降低轉換器之轉換頻率。第五，進而當使 用-快速轉換的轉換器時，於轉換器中所使用之—電力轉 換半導體元件，諸如絕緣柵雙極電晶體（1(}βτ卜的接、〜 〜配置一錢 20 200301034 玖、發明說明 。又口十用以p牛低產生兩頻率雜散電流，其係視為通過馬達轴 承之電流的主要來源。 本I月對於在電動運動跑步機中所使用的電氣馬達係 有用在跑步期間無論是由使用者手動操作或是藉 、先私式化的跑步進程自動操作，該馬達之速度變化係 為頻繁的。 圖式簡單說明 本發明之前述觀點與複數之伴隨的優點，當結合伴隨的 圖式時藉參考以下的詳細說明將 解，其中： 變得易於察知並有較佳的瞭 10 ^圖係為根據本發明所建構之—跑步機的圖式； 第2圖係為一機電機械的概略剖面圖，圖示部分切除 之機械外罩用以展現複數之内部元件； 第3圖係為根據本發明之一觀點的一絕緣環的等角視 弟4圖係為一圖解顯示如第2圖中所示從馬達軸至接地 之電路徑的電等效。 【 較佳實施例之詳細說明 係有關於機電機械的領域其係具有一轉動 姓人諸如Μ馬達，更特定言之係有關於-複數之配置的 …4防止由於仃進通過馬達軸承之雜散電流造成 才曰紋或是其他的損害。 該等在運動跑步機中所使用之電氣馬達係因本發明而 20 200301034 玫、發明說明 獲益匪淺。第1圖係圖示-典型的運動跑步機1〇,其包括 一縱向框架12在其之相對的端部上橫向地安裝-前滾輪總 成14以及一後滾輪總成16。-環狀的傳動帶職相關於前 滾輪總成U與後滾輪總成16如列車般前進。跑步機框架包 括第-與第二縱向執道構件2()及22。縱向執道構件係間隔 開並藉由一十字形構件(未顯示)加以接合，在跑步機框架 結構之領域係廣為熟知的。—相對堅硬的底板24橫跨於其 間’亚於第-與第二縱向執道構件2G及22之間受到支撐。 10 傳動π 18之上運轉係由底板24所支撐。跑步機進一 步地包括-傳動馬達28係具有_傳動軸29。—傳動皮帶輪 31係安裝在前滾輪總成14之相鄰端部上，在跑步機中係為 常見的。傳動皮帶輪31與傳動皮帶3〇d齒合，並係依次與附 裝至傳動軸29的皮帶輪33嚙合。 第2圖係顯示—機電機械刚其具有—轉動軸ιι〇，該 15機械係為本發明中可實踐的—合適的具體實施例。機電機 械100係與第1圖中所示之傳動馬達28—致。該機械之内部 元件包圍在由一主外殼115與二端部鐘狀部分120及⑵所 構成的-結構中。每一端部鐘狀部分包括一端壁包覆個別 之馬達鐘狀部分130及131，大體上係與軸110對正。馬達 2〇鐘狀部分130及131分別地支撐馬達轴承⑴及⑼，係與轴 110軸頸接合有助於軸110之減少磨擦的轉動。 機電機械包括-定子113係m在主外殼115之内部 之轉動軸11G的外部並環繞著轉動軸11()，在轉動期間係保 持固定在適當的位置。定子113之繞組128的剖面視圖係以 10 200301034 玖、發明說明 元件‘號12 5及12 6標示。一轉子12 9係位在定子113之内部 並與轉動軸110連接而與之一起轉動。於運轉期間，當 將電流施加在定子113之繞組128時，由環形路徑所產生之 電磁力致使轉子129與軸11〇轉動，因此產生轉動能而於複 數之應用上使用。此包括直流機械與同步的交流機械的機 電機械的變化，於此技藝中係廣為熟知的並且不於此作進 一步之詳加說明。本發明能夠在任一機電機械上運轉。 10 15 20 在祝明本發明之一合適的具體實施例之前，將說明與 棧屯桟械100相關之問題。當將高電壓施加至機電機械1 〇〇 時，於定子113之繞組128中產生大量的電流，依次產生所 欲之電磁力用以轉動轉子129與軸UG。在機電機械ι〇〇的 内4同4產生非所欲之電磁力，依次致使非所欲之電流在 機電機械100之複數的金屬元件間流動。該等非所欲之電 級典型地藉接地至主外罩i 15加以處理，因此消除了放電 至機電機械1GG之外部的雜散電流對安全性的危害。然而 ，雜散電流仍能夠因持續的放電加工而對機械之内部元件 產生損害。特別地，在放電接地之前，雜散電流能夠由轉 動軸-流經馬達#承135及136至馬達鐘狀部分⑽及i3i 反之亦然。當該等電流變得反覆並更為強烈時，馬達軸 承135及136係有形成局部損害之形態的傾向，#中雜散電 抓已形成電弧並導致轴承之物理特性的不連續性。此型式 之# 口係為所_知的槽紋。槽紋係可顯著地降低轴承⑴ 口此’必需更為頻繁地更換軸承13 5及 及13 6的耐久性， 6田直做機械因較快速與較慢速度而頻繁地觸發時， 11 200301034 玖、發明說明 雜散電流在運動跑步機中特別係為一問題。對於直流機械 在激勵電壓上之驟然的變化能夠導致雜散電流高度地集中 ，最後並對馬達軸承造成損害。 同時苓考第3圖，係根據本發明之觀點圖示一絕緣環 210的等角視圖。絕緣環2 1 〇係設計用以中斷上述之導致槽 紋的雜散電流路徑。絕緣環21〇之一端部係為一向内導向 之橫向凸緣或表面212的形式。如第2圖中所示，絕緣環 210安置在4達鐘狀部分13〇及131中，目此凸緣212將轴承 135及136之相鄰端部與個別之馬達鐘狀部分13〇及i3i隔開 口此凸緣212之内徑係緊密地環繞軸11 〇，從而將軸1工〇 與軸承135及136和馬達鐘狀部分13〇及131隔離。 絕緣環210係構形用以接受滚輪軸承丨3 5及丨3 6並使用 作為其之底座。就其本身而論，絕緣環2丨〇之内徑係緊密 地與滾輪轴承13 5及13 6之外徑相配合。 15 絕緣環210係可以廣泛種類的不導電之塑膠材料（例如 ，以Ryton”為商標名稱販售的一種玻璃纖維填充塑膠）、 玻祸纖維、陶瓷或是任一其他合適的能經加工之非傳導性 物質所製成，與機電機械100之馬達鐘狀部分13〇及131中 所構成的一底座適貼地配合，並接受滾輪軸承135及136。 2〇熟知此技藝之人士應察知材料同時必需為具適當的硬度與 耐久性用以安置軸承135及136，以及與軸承之每分鐘高程 度的轉動相關的持續力。藉將一絕緣環21〇***馬達鐘狀 部分130及131之腔室中，致使並無馬達鐘狀部分13〇及i3i 之元件與轉動軸110直接接觸，中斷了前述之雜散電流的 12 200301034 玖、發明說明 路徑。 第2圖顯示配裝在馬達鐘狀部分130及13 1内部之絕緣 環210。絕緣環21〇係經加工成一適合的形狀、尺寸、規格 與λ差牛固地配裝在馬達鐘狀部分之内部並承載軸承 5 135及136，則吏機電機械1〇〇之馬達鐘狀部分與車由互相 不致直接接觸。 可父替地，絕緣環21〇係能夠直接射出成型入馬達鐘 狀部分中，致使馬達鐘狀部分與軸u〇互相不致直接接觸 。於此步驟中，馬達鐘狀部分本身係使用作為，，模子，，之一 1〇 口Ρ刀。在射出成型步驟之後，將絕緣環置於原處，馬達鐘 狀部分能受加工與馬達軸承適當地配裝。 儘官使用絕緣環210用以增加通過軸承135及136之電 流路徑的阻抗，機電機械100之運轉不變地產生某一電平 的軸電壓，當增加超過一閾電平（thresh〇ld卜㈣）時，仍能 15夠致使電流流經轴110至包括軸承135及136之其他相鄰的 兀件。因此，根據本發明，係可將軸11〇接地俾便提供最 少電阻（例如，8歐姆（ohms))之路徑，至由於軸電壓於軸 110中產生任一電流。軸接地係可以由熟知此技藝之人士 所頒而易見之複數種方式完成。於一具體實施例中，參考 20弟2圖，軸110係經由一環狀電刷220接地，該電刷，例如 ，係由銅、電刷線222以及馬達外罩115所製成。電刷線 222係可採用複數種形式，例如，一彈簣其係構形並配置 用以彈簧頂住地將電刷220牢固在馬達鐘狀部分13〇或ΐ3ι 中〇 13 200301034 玫、發明說明 第4圖係為一概略的圖解顯示如第2圖中所示從軸110 通過軸承135及136與絕緣環210至馬達外罩115並接著接地 之電路桎的電等效，係結合電感，、阻抗以及電容所組成。 更特定言之，附加地參考第2圖，第4圖係圖示從馬達軸 5 11 〇至對應軸承之一内滚圈13 5 A或13 6 A的路徑、對應軸承 之一潤滑劑薄膜（微弱的電介質）135B或136B、對應軸承之 滾動元件135C或136C、尚有的對應軸承之另一潤滑劑薄 膜135D或136D、對應軸承之一外滾圈135E或136E、絕緣 壞210、馬達外罩丨丨5至接地。根據本發明，第4圖同時顯 10示軸係經由電刷220與電刷線222接地。由第4圖顯而易 見’絕緣環210增加通過軸承135及136之路徑的阻抗，同 時接地軸110提供環繞軸承135及136之一低阻抗路徑接地 。因此，該二特性，當結合使用時，足以降低通過馬達軸 ? 13 5及13 6之黾流，防止轴承放電加工。例如，於工業中 15所熟知的是電流密度應維持在約低於〇 8 ampere_ peak/mm2(當使用一轉換頻率的轉換器，諸如一脈寬調制 (PWM)傳動裝置，用以傳動—馬達時，以下將更為詳細地 加以况明），為了足以防止馬達軸承之實質的放電加工。 單獨應用接地軸110並不能夠達成在軸承處該一低程度的 川電流密度，因為假若未使用絕緣環21〇時電刷22〇與電刷線 222之電阻典型地高於通過軸承135及136之阻抗。 如以上之簡要說Μ，槽紋問題在使用可變速之傳動裝 置（VSD)用以傳動一機電機械（例如，一馬達）時係特別地 顯著。-可變速之傳動裝置（VSD)係由一快速轉換頻率的 14 200301034 玖、發明說明 諸如一脈寬調制（PWM)傳動裝置，所組成。一脈 寬調制(PWM)傳動裝置包括電力轉換的半導體元件，諸如 絕緣栅雙極電晶體(贿s)以及矩形脈衝切斷電晶體 (TOs)係用於產生一脈寬調制輸出電壓波形。 ★本申明木之發明者已石萑定一般係具有三型式之有害的 電流餘藉由—快速轉換之頻率轉換器2U(第2圖），諸如 一脈寬調制（PWM)傳動裝置傳動一機電機械時所產生：高 頻率軸接地電流；高頻率循環電流，以及電容性放電電流。 •回y員率軸接地電流係由共同模態之電壓在轉換器214 輸出了產生。更特定言之’當二共同模態電壓輸出的電壓 總置亚不等於零時，產生—具有高頻率之防護性接地電壓 10 15 。假若轉換m返回路徑的阻抗係太高，並且假若機電 機械100之定子113之接地不良，則此電壓導致一高頻率電 流從定子113流動通過軸承135及136至軸11〇，並接著接地 (假設軸1 10係接地）。 高頻率循環電流同時係在轉換器輸出時當該二電壓之 總合並未等於零時，由共同模態電壓所產生。共同模態電 壓致使一共同模態的干擾，在定子113之繞組中的三相位 間產生一電流不對稱。因此，涵蓋定子之周圍的電流總合 20 、交成非為零。於該一狀況下，環繞軸110之一高頻率通量 變化係產生一高頻率的軸電壓。此電壓導致高頻率循環電 流’沿著轉子129軸向地流經軸承135或136之其中之一軸 承，接著通過軸承135或136之中的另一軸承。因此，高頻 率循環電流在該二軸承135及136之每一軸承處總是具有一 15 200301034 玖、發明說明 不同的符號。 5 10 15 20 取後’當作為—電容器的轴承之潤滑劑薄膜經歷 穿電__崎灿age)時，產生電容性放電電流。於 :運轉良好的滾動轴承中，軸承中的滾動元件係藉由潤滑 心專膜與軸承之外與内滾圈隔開。潤滑劑薄膜通常係作為 ?介：’係藉由轉子電壓充電。然而，當電壓的頻率變 仟足夠―’一潤滑劑薄膜構成一電容器，其中電容係 不同之參數諸如潤滑劑之型式、潤滑劑之溫度和黏度以及 满滑劑薄膜的厚度而定。當電屢達到—特定的擊穿或閾電 平％ ’將電容器放電並產生高頻率之電容性放電電流:於 此狀况下，稭由機電機械1〇〇之内雜散電容限制放電電流 的總置’但該電流在轉換器每次轉換時發生。因此，咸作 使用快速轉換的半導體元件，諸如絕緣栅雙極電晶體 (IG:Ts)’構成—頻率轉換器’諸如—脈寬調制（PWM)傳 動裝置，顯著地有助於產生電容性放電電流。再者，在一 脈寬調制（PWM)傳動裝置中使用絕緣柵雙極電晶體 (IGBTs) ’在轉換器輸出時致使一極快速的電壓上升咖他） 高至5-8或甚至1Gkv//zs ’同時有助於產生放電電流量。 總結，應瞭解的是所產生之槽紋問題，至少部分產生 ，在傳動機電機械之一轉換器輸出時藉由不等於零之共同 模態電壓所產生。應進一步瞭解的是槽紋問題係藉由流經 馬達軸承之高頻率（5 kHz_10 MHz)電流所產生，其係藉由 電磁干擾所感應’該干擾係藉使用—快速轉換頻率轉㈣ 所產生，諸如一脈寬調制（PWM)傳動裝置，包括快速轉換 16 200301034 玖、發明說明 (例如，每100奈秒⑽轉換)半導體元件，諸如絕緣栅雙極 電晶體（IGBTS)。基於本發明之該等瞭解，提出三種附加 之配置，每配置係設計用以藉由降低高頻率電流之產生 而減輕所造成的槽紋問題：使用一共同模態的扼流圈；降 低-轉換ϋ傳動裝置的轉換頻率；放慢於轉換器中所使用 之一半導體元件的開始放電速率。 一共同杈恶的扼流圈，同樣地於此技藝中所瞭解，係 配置在轉換器輸出與機電機⑻間，對共同模態之電流 造成高阻抗，Φ即，使用具有一共同模態電壓的—轉換器 所感應的高頻率電流。目此，使用共同模態的扼流圈 (choke)將上述之高頻率軸接地電流以及高頻率循環電流的 總量降至最低。 降低轉換器之轉換頻率，係意欲不僅能夠降低因在轉 換器輸出時共同模態電壓所產生的高頻率電流，同時降低 使用作為-電容器的軸承潤滑劑所產生之放電電流。例如 ，在一脈寬調制（PWM)傳動裝置中所使用的一 3_12 kHz的 典型之轉換頻率，視電力範圍而定，係可降至或約低於10 kHz。此方法對於降低所有的高頻率軸接地電流、高頻率 循環電流以及電容性放電電流係為有效的。 降低於一轉換器中所使用之一半導體元件的開始放電 速率（firing rate) ’例如，顯示絕緣柵雙極電晶體（1(^丁)之 接通/斷開速率（turn_on/〇ff rate)，肖時意欲降低因在轉換 器輸出時共同模態電壓所產生的高頻率電流，以及降低使 用作為一電容器的軸承潤滑劑所產生之放電電流。例如， 17 200301034 玫、發明說明 每1 〇〇奈秒之轉換的正常接通/斷開速率（turn_〇n/〇ff rate)， 不考慮由此所導致之槽紋問題而加以設定，能夠降低上達 50% 。如此配置對於降低所有的高頻率軸接地電流、高頻 率循環電流以及電容性放電電流係為有效的。 上述的五種配置係可加以結合，部分或是全部結合， 理想地降低在一機電機械中的槽紋問題。該結合為：一絕 緣環21〇(增加通過軸承135及136的阻抗）；一接地軸ιι〇(給 通過軸承的路徑提供一低阻抗的可替代路徑）；以及一共 10 15 同模態的扼流圈，降低在一轉換器214中的轉換頻率，以 及一較慢的絕緣栅雙極電晶體（IGBT)之接通/斷開速率 (turn-on/off rate)(以一共同模態電壓降低因使用快速轉換 頻率之轉換器的高頻率雜散電流），係設計用以降低在軸 承135及136處之雜散電流或，更特定言之，係降低其之電 流密度。如以上戶斤述，等於或是低於〇 8 ampere_peak/mm2 的電流密度係被認為足以防止顯著的槽紋問題。根據本發 明使用該五種配置之複數的結合方式，視每—應用而定， 可以達到在馬達軸承處電流密度之所欲的程度用以降低槽 紋問題。 儘管已圖示並說明本發明的較佳具體實施例，但應可 2〇察知的是可對本發明作不同之改變而不致背離本發明之精 神與範疇。 【圖式^簡單^說^明】 第1圖係為根據本發明所建構之一跑步機的圖式； 第2圖係為一機電機械的概略剖面圖，圖示部分切除 18 200301034 坎、發明說明 钱械外罩用以展現複數之内部元件； •弟3圖係為根據本發明之一觀點的一絕緣環的等角視 #圖係為圖解顯示如第2圖中所示從馬達轴至接地 之電路徑的電等效。 【圖式之主要元件代表符號表】 10···運動跑步機 12·· 縱向框架 14·· 前滾輪總成 16·· 後滾輪總成 18·· 環狀的傳動帶 20·· 第一縱向執道構件 22·· 第一縱向執道構件 24·· 底板 28·· 傳動馬達 29·· 傳動車由 30·· 傳動皮帶 31·· 傳動皮帶輪 33·· 傳動皮帶輪 100 钱電機械 110 ••轉動軸 113 ••定子 115 ••主外罩 120 ••端部鐘狀部分 121 ••端部鐘狀部分 125 ••繞組的剖面視圖 126 ••繞組的剖面視圖 12 8 · · ·繞組 129…轉子 130···馬達鐘狀部分 13 1…馬達鐘狀部分 135···馬達軸承 136···馬達軸承 135A…内滾圈 136A···内滾圈 135B…潤滑劑薄膜 136B…潤滑劑薄膜 13 5 C…滾動元件 136C…滾動元件 135D…潤滑劑薄膜 136D…潤滑劑薄膜 13 5 E…滾圈 136E···滾圈 210…絕緣環 212···橫向凸緣 214···轉換器 220…環狀電刷 222···電刷線 19

Claims (1)

1. ^uujui〇34 拾、申言: m- mm 】· 一種機電機械裝置，其係且 于、，、有一輪出轴 達鐘狀部分令的軸承加以支車猎由-置在， _ 牙，其之改良部分包括·· 非傳導性材料的絕緣 安H 、’ 、，/、係按適當形狀製作 女衣在機電機械之馬達鐘 軸. 狀#分中，並使用作為輸出 軸軸承的一底座，從而將 分作+,出軸及軸承與馬達鐘狀部 刀作包軋隔離；以及 與輸出軸結合的傳導+ 接地。 、几件，係用於將輸出軸 2·如申請專利範圍第丨項機 ίο 15 20 ^ _ 俄鐵衣置，其中該非傳導性 科係由塑膠、玻璃纖維及陶竞所組成之群組中選定 3·專利範圍第1項之機電機械裝置，其中該絕緣環 係經加工與該馬達鐘狀部分分開。 4·如申請專利範圍第丨項之機 钱械衣置，其中該絕緣環 係射出成型入馬達鐘狀部分中。 5·如申請專利範圍第1項 一 貞之柃電機械裝置，其中該傳導性 兀件包括-電刷與-電刷線和機械之一外罩連接。 6'如申請專利範圍第1項之機電機械裝置，其中該機電機 械係藉由-快速轉換的轉換器所傳動，該轉換 —共同模態電壓以及一止回p〜 、 ^ ^ %的扼流圈係配置在 換器之輸出處。 ^ 7·如申請專利範圍第丨項之機带 貝I钱I機械裝置，其中該機電機 械係藉由-快速轉換的轉換器所傳動，該轉換器包括 一電力轉換的半導體元侏，、， 兀件亚且放慢半導體元件之接 20 200301034 拾、申請專利範圍 通/斷開速率心減少由正常接通/斷開速率所造成之轴 承的槽紋，設定該速率不需考量降低槽紋。 8.如申請專㈣項之機電機械m中該半導體 凡件之接通/斷開速率係約自其之正常的速率放慢_ 10 9.如申請專利範圍第1項之機電機械裳置，其中該機電機 械係藉由一快速轉換的轉換器所傳動，並且降低轉換 益之轉換頻率用以將由正常的轉換頻率所造成之軸承 槽紋減至最小，設定該速率不需考量將槽紋減至最小 其中該轉換器 10.如申請專利範圍第9項之機電機械裝置 之轉換頻率係降至約為10 kHz的程度。 U· 一種運動跑步機，其係包括·· 一框架； 15 一前滾輪總成 一前橫向軸轉動； 其係安裝在該框架上用以相關於 架上用以相關於 及後滾輪總成如 一後滾輪總成，其係安裝在該框 一後横向軸轉動； 20 一環形的傳動帶，其係相關於前 列車般運轉； 电氣馬達，其係具有一輪屮虹 出軸傳動地與前及後 滾輪、、，悤成之其令之一滾輪社人 ^ 輪、、口 σ该電氣馬達包括馬達 釦狀部分與一馬達定子作電 一 忭电杖接觸’以及絕緣環係插 入；馬達鐘狀部分與減少磨擦所 川足軸承之間用於支 21 200301034 拾、申請專利範匿 撐輸出軸，絕緣環係作為供減少磨擦所用之軸承的底 座，以及將輸出軸接地。 一 12. 如申請專職圍第丨丨項之運動跑步機，其巾該絕緣環 包括一端部凸緣部分其係使用作為介於軸承外及内滾 5 目之端部面與馬達鐘狀部分之相鄰部分之間的-絕緣 部分。 13. 如申請專利範圍$12項之運動跑步機，其中該絕緣環 端部凸緣之内徑係緊密地與輸出軸之外徑相符合。 14·如申請專利範圍第丨丨項之運動跑步機，其中該絕緣環 10 係由塑膠、玻璃纖維及陶瓷所組成之群組中選定的非 傳導性材料所構成。 I5·如申請專利範圍第11項之運動跑步機，其中該絕緣環 係k加工與该馬達鐘狀部分分開，並接著***該馬達 鐘狀部分中。 5 I6.如申請專利範圍第11項之運動跑步機，其中該絕緣環 係直接地模塑入該馬達鐘狀部分。 n.如申請專利範圍第11項之運動跑步機，其中該輸出軸 係經由一電刷以及一電刷線導向至電氣馬達之一外罩 而接地。 2 0 I8·如申請專利範圍第11項之運動跑步機，其中該電氣馬 達係藉由一快速轉換的轉換器所傳動，該轉換器具有 一共同模態電壓以及一共同模態的扼流圈係配置在轉 換器之輸出處。 I9·如申請專利範圍第11項之運動跑步機，其中該電氣馬 22 拾、申請專利範圍 」'藉由陕速轉換的轉換器所傳動，該轉換器包括 、:力轉換的半導體元件，並且放慢半導體元件之接 斷開迷率用以減少由正常接通/斷開速率所造成減少 磨擦所用之轴承的槽紋，設定該速率不需考量降低槽 紋。 20·如申睛專利範15第19項之運動跑步機，其中該半導體 之接通/斷開逮率係約自其之正常的速率放慢⑽ 10 、申:專心圍第11項之運動跑步機，其巾該電氣馬 達係藉由一快速轉換的轉換器所傳動，並且降低轉換 器之轉換頻率用以將由正常的轉換頻率所造成之軸承 槽紋減至最小，設定該速率不需考量將槽紋減至最小 〇 15 22. 如申請專利範圍第21項之運動跑步機，其中該轉換器 之轉換頻率係降至約為10 kHz的程度。 20 23. -種供機電機械所用之絕緣環，該絕緣環係包括一非 傳導性材料的圓筒狀主體部分，其係設計***一機電 機械之-馬達鐘狀部分與一用以減少摩擦地支掠機電 機械之之輸出轴的-軸承之間，致使當轴承安置在馬 達鐘狀部分十時，該輸出軸係與該馬達鐘狀部分電氣 地隔離，絕緣環同時具有一凸緣部分係***在轴承之 相鄰端部與馬達鐘狀部分之相對應部分之間。 从如申請專利範圍第23項之絕緣環，其中該圓筒狀主體 部分具有一外徑係按尺寸製作與馬達鐘狀部分以及内 23 200301034 5 10 拾、申請專利範圍 控適貼地嚙合，用以適貼地接受該軸承。 25·如申請專利範圍第23項之絕緣環，其中該凸緣部分所 構成之一内徑係適貼地包圍該輸出軸。26·如申請專利範圍㈣項之絕緣環，其中該非傳導性材 料係為塑膠。 27. 如申請專利範圍第23項之絕緣環 料係為玻璃纖維。 28. 如申請專利範圍第23項之絕緣環 加工與該馬達鐘狀部分分開。 29·如申請專利範圍第23項之絕緣環 其中該非傳導性材 其中該絕緣環係經 出成型入該馬達鐘狀部分 其中該絕緣環係射 15 20 。·：機電機《置，具有一輸出抽藉由安置在馬達鐘 P分中的轴承加以支撐，其改良部分包括-非傳導 =材料的絕緣環，其係按適當形狀製作安裝在機電機 達鐘狀部分中’並使用作為輪出轴轴承的—底 31二，:輪出轴及軸承與馬達—^ 環包:==項之機電機械裝置，其㈣絕緣 %形的帶狀部分***於 之外滾圈之間。 、…、里π分與轴承 32.=請^範圍第31項之機電機械裝置， %進一步肖枯一#如η /、τ為、％緣 匕括知部凸緣部分配蓄户击丄 部馬達鐘狀部分之相鄰部分之間。承外滾圈之端 33·如申請專利範圍第30項之機電 導性材料係為塑膠。 柃衣置，其中該非傳 24 拾、申請專利範圍 34_如申請專利範圍第3〇項之機電機 導性材料係為玻璃纖維。 *衣 35_如申請專利範圍第綱之機電機械裝置 緣％係經加工與該馬達鐘狀部分分門。 36.=申請專利範圍第3〇項之機電機械裝置 %係射出成型入該馬達鐘狀部分。 37·—種運動跑步機，其係包括： 一框架； 10 二前滚輪總成，其係安裝在該框架上用以相關於 月’J檢向轴轉動； /:後滾輪總成，其係安褒在該框架上用以相關於 一後橫向軸轉動； ^ 1的傳動帶’其係相關於前及後滾輪總成如 列車般運轉； 15 弘氣馬達，其係具有一輸出軸傳動地與前及後 滾輪總成之其中之__ 4/V ZJ_ Λ 么 A Κ /袞輪結合，言亥電氣馬達包括馬達 鈿狀口F分與-馬達定子作電氣接觸，以及絕緣環係插 入於馬達鐘狀部分與減少磨擦所用之轴承之間用於支 樓輸出軸，絕緣環係作為供輸出軸承的底座。 20 ’其中該非傳 ’其中該絕 其中該絕緣 38·如申請專利範圍第37項之運動跑步機，其中該絕緣環 匕括鳊邛凸緣部分其係使用作為介於軸承外及内滾 圈之端"卩面與馬達鐘狀部分之相鄰部分之間的一絕緣 部分。 39·如申請專利範圍第38項之運動跑步機，其中該絕緣環 25 200301034 拾、申請專利範圍 端部凸緣之内徑係緊密地與輸出袖之外徑相符合。 40.如申請專利範圍第39項之運動 y γ機，其中該絕緣環 係由塑膠、玻璃纖維及陶瓷 亢所組成之群組中選定的非 傳導性材料所構成。 礼如申請專利範圍第37項之運動跑步機，其中該絕緣環 係經加工與該馬達鐘狀部分分開，並接著***該4建 鐘狀部分中。

   42.如申請專利範圍第37項之運動跑步機，其中該絶緣壤 係直接地模塑入該馬達鐘狀部分。

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