CN102667981A - 带有抑噪滤波器的电动机 - Google Patents
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Abstract
一种用于使用在车辆中的电动机（110），其包括电引线（130）和套管式电容器（140），所述套管式电容器容纳在电动机的壳体的套管的区域中并且与电引线（130）和壳体（120）连接，其中另一电容器容纳在套管中，并且所述电容器在电气上彼此并联连接。
Description
背景技术
已知的是，电动机倾向于在运行期间发出高频干扰，所述高频干扰不仅会无线地而且会沿着馈电装置传输至电动机并且会损害其它设备的功能。例如，在机动车中风扇电动机会在运行中发出高频干扰，所述高频干扰可以通过车辆收音机的扬声器听到或者可以在机动车视频设备的显示器上看到。
所发出的干扰信号通常是宽带宽的并且需要滤波器对其进行抑制，该滤波器优选布置在电动机附近。在现有技术中公开了用于电动机的抑噪的不同的滤波器。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种改进的、具有用于在机动车中使用的抑噪滤波器的电动机。
本发明通过具有权利要求1所述的特征的电动机来解决该任务。从属权利要求描述了有利的实施方式。
根据本发明，用于使用在机动车中的电动机包括电引线和套管式电容器，该套管式电容器容纳在电动机壳体的套管的区域中，并且该套管式电容器包括至少两个在电气上彼此并联的并且在电气上与电引线和壳体连接的电容器以对不同频率的干扰信号进行滤波。
电容器中的每个都可以将在电动机的电引线上出现的干扰信号在预先确定的带宽中以预先确定的频率进行滤除。通过相应地设计在电气上并联的电容器可以将各个电容器的有限的滤波效果联合成整个套管式电容器的宽带宽的滤波效果。此外，各个电容器的滤波效果可以根据电动机的干扰信号的已知的频谱（Spektrum）来设计，例如在具有多个可选的、固定设置转速的频率的风扇电动机中根据相当于转速或者说其谐波的频率来设计。由此，提出了一种抑噪滤波器，其可以手动操作以应用在机动车的电动机上。
套管可以如此设计，即在壳体中抑制无线传输的干扰信号，从而使得没有干扰信号经过电容器。套管为此例如可以管状地实施。
电容器可以沿着电引线串联地布置在套管中并且电容器中的至少一个可以在径向方向上包围引线。以这种方式形成具有多个在机械上串行地并且在电气上彼此并联连接的电容器的套管式电容器。这种套管式电容器可以容易地安装并且可以良好地与电动机的容纳功率相协调。
在一种实施方式中，电容器中的多个容纳在共同的电容器壳体中。该电容器壳体在此容纳在套管中。由此，电容器必须在电动机安装时不是单独地引入套管中而是可以作为集成好的部件来使用，由此可以节省制造成本。
电动机的壳体可以在套管的区域中具有与壳体在电气上连接的保持元件，电容器导电地容纳在该保持元件中。以这种方式可以使用如下电容器，即所述电容器并不构造为套管式电容器并且因此成本低廉。
保持元件可以包括管或弹簧，并且优选可以布置在电动机的轴向端部上。
附图说明
现在参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是电动机的示意图；
图2是图1所示的套管式电容器的电路图；
图3是图2所示的电容器的衰减曲线；
图4是图1和图2所示的套管式电容器的机械结构；
图5是图1和图2所示的套管式电容器的机械结构的另一种实施方式；以及
图6是图1所示的电动机的套管处的套管式电容器的机械结构的实施方式。
具体实施方式
图1示出了机动车105中的电动机110的示意图，其中电动机100包括壳体120、电引线130以及容纳在穿过壳体120的套管150中的套管式电容器140。电动机110是具有电刷的直流电动机。电动机110的第一端子在电气上与壳体120连接。电动机110的第二端子在壳体120内借助电引线130与套管式电容器140连接。在壳体120的外侧上，电引线130从套管式电容器140引出来进一步延伸。
在替代的实施方式中，也可以使用多极的和/或无刷的电动机110。也无需电动机110的端子或者说电刷与壳体120连接。在另一种实施方式中，电动机110的多个或者说所有端子利用专用的套管式电容器140或在没有套管式电容器140的情况下引导到壳体120的外侧上。在一种实施方式中，壳体120与机动车105的车辆接地线和/或与电源的电负极连接。套管150包括穿过壳体120的并且优选例如是导电的管的机构的空隙，以便使套管式电容器140隔离高频地与壳体120连接，。
电动机110的导电的壳体120用作法拉第笼，并且此外用于在电磁兼容性（EMV）的意义中的电动机110的电磁封装（Kapselung）。套管式电容器140关于电引线130通常具有为零的或近似为零的欧姆电阻。此外，套管式电容器140提供了在电引线130与壳体120之间预先确定的电容。
图2示出了图1所示的套管式电容器140的电路图。第一电容器210、第二电容器220和第三电容器230容纳在电容器壳体240内部。电引线130水平穿过电容器壳体240和电容器210至230。套管式电容器140的示出的电路图显示出：与借助电引线130传输的功率有关的电流能够不受阻碍地沿着连续的电引线130经过套管式电容器140。电容器210至230的电容分别安放在电引线130的区段和与电容器壳体240在电气上连接的对应电极之间。在电引线130与电容器壳体240之间通过电容器210至230导出会对其它设备产生干扰的高频电压，其中电容器210至230之一的各一个电容配属于相对窄带宽的、经过衰减的电压频率范围。
图3示出了图2所示的电容器210至230的衰减曲线的曲线图。在水平方向上绘制有频率，在垂直方向上绘制衰减，其中高衰减值相当于对具有对应频率的电压的极大的减弱或者说抑制。衰减曲线310、320和330配属于图2中的电容器210、220或230。衰减曲线310至330的每条是相对窄带宽的，这意味着，电容器210至230中的每个仅能在相对较窄的频率范围内衰减信号。通过相应地设计电容器210至230可以影响衰减曲线310至330在水平方向上的相对位置。在本发明的一种实施方式中，如此设计电容器210至230，从而使得衰减曲线310至330以其之和形成了唯一的、相对宽带宽的衰减曲线，其适用于整个套管式电容器140。
图4示出了图1和图2所示的套管式电容器140的机械结构。电容器210、220和230分别基本上柱形地成型并且相对于电引线130同轴地布置。电引线可以在电容器210至230的每个的内部中延伸或分别与电容器210至230的导体段连接。电容器210的每个可以包括导电的套筒，该套筒借助绝缘体围绕电引线或者说导体段同轴地布置。这种套筒与电引线130之间的距离、电引线130或者说套筒的表面在套筒区域中的大小以及绝缘体的介电常数确定电容器的电容。套管式电容器140的外部直径优选处于4mm到15mm的范围中、进一步优选处于6mm到19mm之间。电容器210至230的常规电容处于5nF到1200nF的范围中。
电容器210至230和电引线130出于清楚原因与管410分开示出，该管容纳电容器210至230，如通过箭头所示。在安装好的状态中，电容器210至230的外表面导电地与管410连接。由此，总体上形成图1和图2所示的完成的套管式电容器140。在另一种实施方式中，代替管410可以使用另一种保持器，例如由电导体构成的空心带（Hohlgeflecht）、扁平的板簧或螺旋弹簧。
图5示出了图1和图2所示的套管式电容器140的机械结构的另一种实施方式。在该实施方式中，电容器210至230布置在电容器壳体240中。根据图4中的实施方式并且如图2中所示，电容器210至230的电容分别在电引线230与电容器壳体240之间形成。可以使用任意结构方式和结构形状的电容器，例如膜电容器、金属纸电容器、塑料电容器、电解电容器等等。由此，不必遵循各个电容器210至230的轴向结构，并且电容器210至230可以以任意方式布置在电容器壳体240内。在图5中示出的套管式电容器140的机械结构在功能上相当于图4所示的结构的封装和小型化，并且可以以如下尺寸来制造，该尺寸从具有仅仅一个内部使用的电容值的套管式电容器来看是已知的。
此外，卡圈（Kragen）510可以设置在电容器壳体240上，以便限制套管式电容器140在空隙、例如图1中的套管150中的轴向运动。也可以在图5所示的套管式电容器140的电容器壳体240上设置其它固定元件，例如凸缘、夹持部（Klemme）、孔、折边边缘（B?rdelrand）、焊接边缘、夹持容纳部、铆接头等等。
图6示出了图1中的电动机105的套管150处的套管式电容器140的机械结构的实施方式。图1所示的电动机110的壳体120的轴向区段在垂直方向上延伸。在壳体120的上端面上在轴向方向上装入根据图5中所示的结构形状的第一套管式电容器140。套管150在此由在壳体120中的与电容器壳体240匹配的空隙构成。如上面参照图5所介绍的那样，第一套管式电容器140可以借助任意已知的技术与壳体120连接。在此优选注意在套管式电容器140与壳体120之间良好的接触，此外该连接优选不让电磁辐射穿过。一种优选的连接方式包括焊接。
根据在图4中示出的结构形状的第二套管式电容器140平行于壳体120的轴向延伸部在其外侧上延伸。套管150在此除了合适的空隙之外也包括图4中所示的套管式电容器140的管410，其中管410在其下端部上具有大约90度的角度的弯曲部，在其端部上管410与壳体420例如通过钎焊或焊接来连接。在一种替代的、未示出的实施方式中，第二套管式电容器140也可以分布在壳体120的内侧上。管410的弯曲部并不一定是必需的并且主要用于节约安装空间。
第三套管式电容器140在关于壳体120的径向方向上延伸。为此相对应的套管150除了壳体120中的空隙之外还包括夹持弹簧610。基本上圆柱形的电容器210、220被夹持弹簧610容纳，所述夹持弹簧以任意方式与壳体120例如通过钎焊或焊接来连接。
所有在图6中示出的套管式电容器140的变型方案分布在壳体120的内侧与外侧之间并且与壳体120在电气上连接。为了实现良好的滤波品质，重要的是，在套管式电容器140与壳体之间的电气连接尽可能设置在整个连接区域中。如果壳体120的开口例如保留在套管式电容器140之一的套管150的区域中，则电磁干扰辐射可以通过开口从壳体120逸出并且因此绕开套管式电容器140的滤波。
本发明能够实现，在机动车中对电动机进行简单的并且可小型化的抑噪，其中通过合适地设计多个电容器210至230可以有目的地克服在电容器110的干扰频率上给定的频谱。
Claims (10)
1. 用于使用在机动车（105）中的电动机（110），其具有电引线（130）和套管式电容器（140），所述套管式电容器容纳在所述电动机（110）的壳体（120）的套管（150）的区域中并且与所述电引线（130）和壳体（120）连接，其特征在于，所述套管式电容器（140）包括至少两个在电气上彼此并联连接的电容器（210，230）以对不同频率的干扰信号进行滤波。
2. 根据权利要求1所述的电动机（110），其特征在于，所述电容器（210－230）沿着所述电引线（130）串联地布置在套管（150）中。
3. 根据权利要求1或2所述的电动机（110），其特征在于，至少一个电容器（210－230）在径向方向上包围所述电引线（130）。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的电动机（110），其特征在于，所述电容器（210－230）中的多个容纳在共同的电容器壳体（240）中，所述电容器壳体容纳在套管（150）中。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的电动机（110），其特征在于，所述壳体（120）在所述套管（150）的区域中具有与所述壳体（120）在电气上连接的保持元件（410，610），所述电容器导电地容纳在所述保持元件中。
6. 根据权利要求5所述的电动机（110），其特征在于，所述保持元件包括管（410）。
7. 根据权利要求5所述的电动机（110），其特征在于，所述保持元件包括弹簧板（610）。
8. 根据权利要求5至8中任一项所述的电动机（110），其特征在于，所述保持元件（410，610）布置在所述电动机（110）的轴向端部上。
9. 根据权利要求5至8中任一项所述的电动机（110），其特征在于，所述保持元件（410，610）与所述机动车（105）的车辆接地部在电气上连接。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的电动机（110），其特征在于，所述电动机（110）的壳体（120）与所述机动车（105）的车辆接地部在电气上连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120912 |