CN103797694A - 用于壳体的封闭装置 - Google Patents

Abstract

在用于壳体（3）的封闭装置（7）中至少部分地布置有机械换向的电动机（5）。封闭装置（7）至少包括棒状的第一扼流圈（19a）以及棒状的第二扼流圈（19b），该扼流圈反向地缠绕有绕丝并且该棒状扼流圈彼此平行地布置。第一扼流圈（19a）与第一耦合元件（20a）直接电耦合，该第一耦合元件设置用于与机械换向的电动机（5）电耦合，并且第二扼流圈（19b）与第二耦合元件（20b）直接电耦合，该第二耦合元件设置用于与机械换向的电动机（5）电耦合，从而在机械换向的电动机（5）连接在耦合元件（20a，20b）上时以及在运行机械换向的电动机（5）时至少部分地补偿在第一扼流圈（19a）和第二扼流圈（19b）中的磁通量（Φ1，Φ2）。

Description

用于壳体的封闭装置

技术领域

本发明涉及一种用于壳体的封闭装置，在该壳体中至少部分地布置有机械换向的电动机，并且涉及一种调节驱动装置，该调节驱动装置具有这种封闭装置。

背景技术

当前基于非常高的电磁兼容性要求（EMV要求）必须较高成本地排除机械换向的电动机的干扰。这特别适用于机械换向的电动机，该电动机使用在车辆中。在机械换向的电动机中由于在电枢继续旋转时持续的电流中断而出现电磁干扰，该电磁干扰由电动机发出到环境中。为了排除机械换向的电动机的干扰通常使用所谓的棒芯扼流圈，可以成本低廉地制造该棒芯扼流圈。这种扼流圈类型不仅抑制共模干扰而且抑制推挽干扰，该干扰在机械换向的电动机中产生。在此共模干扰理解为干扰电流，该干扰电流在相同的方向上流过机械换向的电动机的所有供电线路。在此推挽干扰理解为电流，该电流以流入的和流出的电流出现在机械换向的电动机的线路中。在机械换向的电动机中可以随着非常不同的电流强度产生电流。因此在机械换向的电动机中可以产生极高的中止电流，其电流强度多倍地高于空载电流强度。当电动机的轴被刹住时，中止电流表示出最大电流的特征，电动机在施加的额定电压时描述该中止电流。在多个调节技术的应用中机械换向的电动机在其大部分的使用时间内处于一个位置并且在此仅仅采用少量电流。仅仅在快速的位置改变时在机械换向的电动机的输入线路和输出线路中出现短促的电流峰值，其中这个电流峰值可以比电动机的平均电流具有高出10倍的电流强度。刚好在运行状态中，其间出现这个电流峰值，则产生了电磁干扰。

为了抑制电磁干扰可以使用棒状扼流圈，该棒状扼流圈具有扼流圈铁芯以及缠绕其上的扼流圈绕丝。通常扼流圈铁芯主要包括软磁的铁氧体或者主要由软磁的铁氧体构成，其相对导磁系数μr显著高于1。典型地相对导磁系数μr处于近似250，以便增高电感并且由此增高衰减，其中电感随着导磁系数非线性地升高。导磁系数与电感之间的非线性关系的原因在于切变原理（Prinzip der Scherung）。如果由于高的电流峰值促使扼流圈铁芯处于饱和，那么导磁系数崩溃并且回到大约为1的数值。这可以导致对衰减特性的具有负面影响的干扰并且由此导致极大地降低了排除扼流圈干扰的作用。出于这种原因根据所提供的构造空间尽可能大地选择扼流圈铁芯。此外彼此间隔地布置这些扼流圈，以使得这些扼流圈没有或几乎没有磁耦合。在相加地叠加扼流圈的磁场时扼流圈铁芯在极小的电流下已经处于饱和，由此能消除期望的排除扼流圈干扰的作用。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种用于壳体的封闭装置，在该壳体中至少部分地布置有机械换向的电动机，其能够有助于使由机械换向的电动机产生的干扰信号充分地衰减。此外本发明的目的在于，实现一种调节驱动装置，其有助于使得从调节驱动装置得出的干扰信号保持在尽可能较小的程度。

该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。本发明的有利的改进方案的特征在从属权利要求中表示。

根据第一方面，本发明的特征在于用于壳体的封闭装置，在该壳体中至少部分地布置有机械换向的电动机。封闭装置至少包括棒状的第一扼流圈以及棒状的第二扼流圈，该棒状扼流圈反向地缠绕有绕丝并且该棒状扼流圈彼此平行地布置。第一扼流圈与第一耦合元件直接电耦合，该第一耦合元件设置用于与机械换向的电动机电耦合，并且第二扼流圈与第二耦合元件直接电耦合，该第二耦合元件设置用于与机械换向的电动机电耦合，从而在机械换向的电动机连接在耦合元件上时以及在运行机械换向的电动机时至少部分地补偿在第一和第二扼流圈中的磁通量。

两个扼流圈中的磁通量通过镜像对称的布置来至少部分地相互补偿，并且这两个扼流圈即使在高通电状态时也不处于饱和，以持续获得排除干扰的作用。因此有利地可以使两个扼流圈的扼流圈铁芯保持小的尺寸，由此可以节省构造空间并且两个扼流圈可以紧凑地布置在狭窄的空间上。这样具有另外的优点是，即在机械换向的电动机与两个扼流圈之间的导电的连接线路可以保持是极短的，并且由此这些连接线路不会或仅仅以极小的程度起到射出干扰信号的天线的作用。此外两个扼流圈的紧凑的布置具有的优点是，可以紧密相邻地布设机械换向的电动机与两个扼流圈之间的导电的连接线路。由此包围连接线路的面积可以保持是极小的并且把干扰信号的射出减少到最低程度。

第一和第二扼流圈布置在封闭装置中，这样具有的优点是，即电动机不必具有去干扰装置。两个扼流圈的尺寸确定和布置可以不取决于电动机的结构空间的给定条件来实现。

在一个有利的设计方案中封闭装置具有底板并且第一扼流圈和第二扼流圈沿着扼流圈的中心轴线平行于底板布置在底板上和/或至少部分地布置在底板中。这实现了第一和第二扼流圈的简单的、节省空间的和/或机械稳定的布置。

在另一个有利的设计方案中第一扼流圈和第二扼流圈布置在底板的朝向电动机的内侧面上。这能够保护两个扼流圈免受环境影响、例如污物和/或湿度。

在另一个有利的设计方案中第一扼流圈和第二扼流圈具有至少近似相等的扼流圈直径并且在第一扼流圈和第二扼流圈相应的中心轴线之间的间距与扼流圈直径之比是大于1并且小于1.8。在这两个扼流圈的布置中，其中间距与扼流圈直径之比是大于1并且小于3，在该布置中这些扼流圈中的磁通量至少部分地相互补偿。然而对于改进干扰抑制有利的是，不要过大地选择间距。为此有利的是，选择比例处于1与1.8之间。

在另一个有利的设计方案在第一扼流圈和第二扼流圈相应的中心轴线之间的间距与扼流圈直径之比是大于1并且小于1.5。在这个设计方案中两个扼流圈的磁通量相叠加，使得它们的由电动机的工作电流产生的推挽通量补偿至大约一半。因此推挽电流的电感也降低到单个扼流圈的数值的大约一半。同时由叠加的共模电流产生的共模通量增加了一倍。由此共模电感增加了一倍。当能够出现由运行条件决定的高峰电流时和/或设定用于共模干扰的衰减的高要求时，这个设计方案则是特别有利的。

在另一个有利的设计方案中在第一扼流圈和第二扼流圈相应的中心轴线之间的间距与扼流圈直径之比是大于1并且小于1.3。在这个设计方案中两个扼流圈的磁通量相叠加，使得它们的由电动机的工作电流产生的推挽通量补偿至大约一半。相对于除了两个扼流圈的绕丝同向而其他均相同的布置，推挽通量补偿至大约四分之一。因此推挽电流的电感在同向绕组的情况下也降低到单个扼流圈的数值的一半或者说减小到大约为数值的四分之一。同时通过叠加共模磁通量增加了几乎一倍，该共模磁通量由叠加的共模电流产生，由此共模电感也增加了一倍。由此当能够出现由运行条件决定的高峰电流时和/或设定用于共模干扰的衰减的高要求时，这个设计的范围是特别有利的。

在另一个有利的设计方案中在第一扼流圈和第二扼流圈相应的中心轴线之间的间距与扼流圈直径之比是大于1.5并且小于1.8。在这个设计方案中两个扼流圈的磁通量相叠加，使得它们的由电动机的工作电流产生的推挽通量补偿至大约四分之一，或者关于除了两个扼流圈的绕丝同向而其他均相同的布置，推挽通量补偿至大约一半。因此推挽电流的电感在同向绕组的情况下也减小到单个扼流圈的数值的四分之三减小或者说减少到大约数值的一半。同时通过叠加增加了共模磁通量，该共模磁通量由叠加的共模电流产生，由此共模电感也增加了三分之一，关于单个扼流圈在同向的绕组下或者说共模电感大约提高到数值的一倍半。当要预期的峰值电流是较低的、无论如何低于单个扼流圈的饱和电流的4/3（四分之三）时和/或当要求用于推挽干扰和共模干扰的适当的衰减特性时，这个设计的范围是特别有利的。

在另一个有利的设计方案中封闭装置具有塑料或者由塑料构成。这实现了成本低廉地制造封闭装置。

根据第二个方面，本发明的特征在于一种调节驱动装置，调节驱动装置具有机械换向的电动机、具有开口的壳体以及根据第一方面的封闭装置。在壳体中至少部分地布置有机械换向的电动机，并且封闭装置与壳体机械耦合，使得该封闭装置封闭壳体的开口。机械换向的电动机与耦合元件电耦合。第一方面的有利的设计方案在此也适用于第二方面。

附图说明

下面根据示意性的附图说明本发明的实施例。

附图示出：

图1是在示意性的分解图中的调节驱动装置的实施例，

图2是封闭装置的示例性的详解图，

图3是电动机的横截面图，

图4是封闭装置的第一扼流圈和第二扼流圈的推挽特性的示意图，以及

图5是封闭装置的第一扼流圈和第二扼流圈的共模特性的示意图。

具体实施方式

图1示出在示意性的分解图中的调节驱动装置1的实施例。调节驱动装置1具有机械换向的电动机5。调节驱动装置1例如设计用于操控负载2。调节驱动装置1可以布置在车辆中。调节驱动装置1可以例如用作内燃机的节流阀调节驱动装置1并且负载2可以包括节流阀。

此外调节驱动装置1具有壳体3。在壳体3中至少部分地布置有机械换向的电动机5。另外调节驱动装置1可以具有例如带有多个传动部件9…9＇＇＇＇的传动机构。同样传动机构可以布置在壳体3中。壳体3具有开口，在安装调节驱动装置1时可以通过该开口把调节驱动装置1的不同部件安装在壳体3中。在安装结束之后优选地封闭这个开口，以便保护调节驱动装置1的部件免受环境影响、例如污物和/或湿度。为此调节驱动装置1优选地具有封闭装置7。

图2示例性地示出封闭装置7的详解图。此外封闭装置7可以具有一个或多个传感器部件10和/或其他的连接部件11和/或插接部件12。封闭装置7至少包括棒状的第一扼流圈19a以及棒状的第二扼流圈19b，棒状扼流圈反向地缠绕有绕丝并且所述棒状扼流圈彼此平行地布置。第一扼流圈19a与第一耦合元件20a直接电耦合，该第一耦合元件设置用于与机械换向的电动机5电耦合，并且第二扼流圈19b与第二耦合元件20b直接电耦合，该第二耦合元件设置用于与机械换向的电动机5电耦合，从而在机械换向的电动机5连接在耦合元件20a，20b上时以及在运行机械换向的电动机5时至少部分地补偿在第一扼流圈19a和第二扼流圈19b中的磁通量Φ1，Φ2。

封闭装置7具有底板并且第一扼流圈19a和第二扼流圈19b沿着棒状扼流圈的中心轴线21a，21b平行于底板布置在底板的朝向电动机5的内侧面上。

由此两个扼流圈19a，19b可以紧凑地布置在狭窄的空间上。这样具有的优点是，即在机械换向的电动机5与两个扼流圈19a，19b之间的导电的连接线路可以保持是极短的，并且由此这些连接线路不会或仅仅以极小的程度作为天线起作用，该天线射出干扰信号。例如在电动机端子接线片与第一扼流圈19a或者是第二扼流圈19b之间的连接线路的长度、即还没有由两个扼流圈19a，19b进行滤波区域可以具有例如小于25mm的长度。此外两个扼流圈19a，19b的紧凑的布置具有的优点是，可以紧密相邻地、例如以大约为间距3mm布设机械换向的电动机5与两个扼流圈19a，19b之间的导电的连接线路。包围连接线路的面积可以保持是极小的。这个面例如可以是小于350mm2。这优选地实现，能够使充分的辐射特性达到至少低于1GHz。

图3示出垂直于电动机5的电动机轴32的、机械换向的电动机5的横截面图。电动机5具有电枢33。电枢33能旋转地用电动机轴32来支撑。在电枢33上例如设计有磁励线圈，该磁励线圈配有电枢线圈。此外电动机5具有电刷35，该电刷把机械换向的电动机5的驱动电流传输到电枢线圈。这个电刷35由压紧弹簧37压紧在此处仅仅示意性示出的用于电流的机械换向单元38上。此外在图3中示意性地示出第一扼流圈19a和第二扼流圈19b布置在封闭装置7中。可以看出以扼流圈绕丝42相互反向地缠绕的扼流圈铁芯44。第一扼流圈19a和第二扼流圈19b具有例如至少近似相等的扼流圈直径D。在第一扼流圈19a和第二扼流圈19b相应的中心轴线21a，21b之间的间距A与扼流圈直径D之比是例如大于1并且小于1.8。由此互相靠近地布置扼流圈19a，19b并且以绕丝相互反向地缠绕该扼流圈，以使得至少部分地相反地补偿在两个扼流圈19a，19b中的磁通量Φ1，Φ2。

图4示出机械换向的电动机5，该电动机通过两个棒状的扼流圈19a，19b以及电动机接口连接在直流电压源上。下面根据图4示出第一扼流圈19a和第二扼流圈19b的推挽特性。用于形成电动机5的转矩的直流电流以及一部分叠加的交流电流流入电动机接口并且从另一个电动机接口流出。因此称为推挽电流。由于镜像形成的绕组得出在第一扼流圈19a和第二扼流圈19b中的相反的通量Φ1，Φ2。这些电场线互相排斥，为了推挽电流降低扼流圈铁芯44的电感和磁性调节。扼流圈铁芯44在电流具有更高的电流强度时才达到饱和。

如果间距A与扼流圈直径D之比是大于1并且小于1.5，那么两个扼流圈19a，19b的磁通量Φ1，Φ2相叠加，以使得它们的由电动机5产生的推挽通量补偿至大约一半。因此推挽电流的电感也降低到单个扼流圈的数值的大约一半。如果间距A与扼流圈直径D的之比是大于1并且小于1.3，那么两个扼流圈19a，19b的磁通量Φ1，Φ2相叠加，以使得它们的由电动机5产生的推挽通量补偿至大约一半。相对于除了两个扼流圈的绕丝同向而其他均相同的布置，推挽通量补偿至大约四分之一。因此推挽电流的电感在同向绕组的情况下也降低到单个扼流圈的数值的一半或者说减小到大约为数值的四分之一。如果间距A与扼流圈直径D的之比是大于1.5并且小于1.8，那么两个扼流圈19a，19b的磁通量Φ1，Φ2相叠加，以使得该扼流圈的由电动机5产生的推挽通量补偿至大约四分之一，或者关于除了两个扼流圈的绕丝同向而其他均相同的布置，推挽通量补偿至一半。因此推挽电流的电感在同向绕组的情况下也减小到单个扼流圈的数值的四分之三减小或者说减少到大约数值的一半。

下面根据图5说明第一扼流圈19a和第二扼流圈19b的共模特性。图5示出电动机5，该电动机通过两个扼流圈19a，19b与供电电源耦合。所谓的直流电流同一方向地流入两个电动机接口。电路通过接地和/或寄生电容而闭合。基于镜像形成的绕组得出在两个扼流圈19a，19b中的反向的磁通量Φ1，Φ2。磁场线相互吸引，该磁场线提高了共模电流的电感。扼流圈铁芯的磁性调节保持是非临界的，因为共模电流比电动机5的直流工作电流小。

如果间距A与扼流圈直径D的之比是大于1并且小于1.5，那么两个扼流圈19a，19b的磁通量Φ1，Φ2相叠加，以使得由叠加的共模电流产生的推挽通量加倍并且进而共模电感加倍。如果间距A与扼流圈直径D的之比是大于1.5并且小于1.8，那么通过叠加增加了共模磁通量，该共模磁通量由叠加的共模电流产生，由此共模电感也增加了三分之一，关于单个扼流圈在同向的绕组的情况下共模电感或者说大约提高到数值的一倍半。

Claims (8)

1.一种用于壳体（3）的封闭装置（7），在所述壳体中至少部分地布置有机械换向的电动机（5），其中所述封闭装置（7）包括至少一个棒状的第一扼流圈（19a）和棒状的第二扼流圈（19b），所述棒状扼流圈反向地缠绕有绕丝并且所述棒状扼流圈彼此平行地布置，其中

所述第一扼流圈（19a）与第一耦合元件（20a）直接电耦合，所述第一耦合元件设置用于与所述机械换向的电动机（5）电耦合，并且所述第二扼流圈（19b）与第二耦合元件（20b）直接电耦合，所述第二耦合元件设置用于与所述机械换向的电动机（5）电耦合，从而在所述机械换向的电动机（5）连接到所述耦合元件（20a，20b）上时以及在运行所述机械换向的电动机（5）时至少部分地补偿在所述扼流圈（19a，19b）中的磁通量（Φ1，Φ2）并且

所述封闭装置（7）具有底板（8）并且所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）沿着所述棒状扼流圈的中心轴线（21a，21b）平行于所述底板（8）地布置在所述底板上和/或至少部分地布置在所述底板中。

2.根据权利要求1所述的封闭装置（7），其中所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）布置在所述底板（8）的朝向所述电动机（5）的内侧面上。

3.根据权利要求1或2所述的封闭装置（7），其中所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）具有至少近似相等的扼流圈直径（D）并且在所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）相应的所述中心轴线（21a，21b）之间的间距（A）与所述扼流圈直径（D）之比大于1并且小于1.8。

4.根据前述权利要求中任一项所述的封闭装置（7），其中在所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）相应的所述中心轴线（21a，21b）之间的间距（A）与所述扼流圈直径（D）之比大于1并且小于1.5。

5.根据前述权利要求中任一项所述的封闭装置（7），其中在所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）相应的所述中心轴线（21a，21b）之间的间距（A）与所述扼流圈直径（D）之比大于1并且小于1.3。

6.根据前述权利要求1至3中任一项所述的封闭装置（7），其中在所述第一扼流圈（19a）和所述第二扼流圈（19b）相应的所述中心轴线（21a，21b）之间的间距（A）与所述扼流圈直径（D）之比大于1.5并且小于1.8。

7.根据前述权利要求中任一项所述的封闭装置（7），其中所述的封闭装置（7）具有塑料或者由所述塑料构成。

8.一种调节驱动装置（1），所述调节驱动装置具有机械换向的电动机（5），

壳体（3），在所述壳体中至少部分地布置有所述机械换向的电动机（5）并且所述壳体具有开口，以及

根据权利要求1至7中任一项所述的封闭装置（7），所述封闭装置与所述壳体（3）机械耦合，使得所述封闭装置封闭所述壳体（3）的所述开口，并且其中所述机械换向的电动机（5）与所述耦合元件（20a，20b）电耦合。

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