CN104303402B - 具有屏蔽机构的电子整流的直流电机 - Google Patents

Abstract

按照本发明建议一种电子整流的直流电机，具有定子单元（5）和由外转子构成的转子单元（1），并且具有静止的烧结轴承（8,9），为了将在转子单元（1）上构成的导电的屏蔽机构连接在确定的电位上，所述转子单元（1）与轴（3）导电连接，并且所述烧结轴承（8,9）与电位导电连接，由此通过设置在轴（3）与烧结轴承（8,9）之间的电绝缘的充满油的轴承间隙产生转子单元（1）的屏蔽机构在电位上的电容式耦合。由此无需滑环接触。

Description

具有屏蔽机构的电子整流的直流电机

技术领域

本发明涉及一个直流电机，其具有定子单元和转子单元，后者抗扭转地与导电的轴连接，该轴可旋转地支承在至少一静止的烧结轴承里面，并且具有防止高频电磁场的屏蔽机构。

背景技术

例如由DE 1 638 216 A1已知这种直流电机。同时也已知，在与转子单元对置的定子单元端面上、即在定子单元的底板或基板部位中设有电地连接在大地上的金属板，用于在这个轴向上屏蔽。

本发明源自扁平结构形式的无电刷的、电子整流的直流电机（EC=ElectronicallyCommutated或者BLDC=Brushless Direct Current），其中电机的轴向长度与其直径相比是小的。这主要通过已知的外转子结构形式实现，其中转子单元在外部围绕定子单元旋转。

传统的小功率BLDC电机在电机运行期间通过其绕组辐射电磁波。这个辐射波可以在EMV检验范围内测量并且在许多含有电干扰敏感设备的技术环境、例如在机动车中是不期望的。为了减小这种辐射波可以在绕组附近安置技术屏蔽，尤其是前面对于这种直流电机提及的底部金属板。在外转子中对置的另一屏蔽可以通过靠近定子安置的金属转子实现。为了达到有效的屏蔽，通过导体包围要被屏蔽的零部件是不够的，而且它们必需接通在地电位上。否则，在最坏的情况下可能出现，屏蔽本身以天线功能耦入或耦出高频能并由此使干扰问题更加严重。但是，由此需要的电连接在旋转的转子屏蔽上不是容易实现的。尽管它可以以公知的方式通过滑环接触实现，但是这需要附加零部件并且使用寿命方面也是有问题的。

由DE 10 2007 019 431 A1在电刷电机中在抑制干扰范围内已知，使转子轴通过轴的轴承和接通轴承的连接装置导电地与基准电位、尤其电源电位电连接。

由DE 10 2006 024 551 A1为了屏蔽电装置、尤其被导电罩包围的电路已知，使罩扁平部位电绝缘地以微小的距离平行于基准电位导体的扁平部位设置，由此产生罩在基准电位上的电容耦合。

发明内容

因此本发明的目的是，实现改进的上述形式的直流电机，它在屏蔽方面保证旋转的转子的简单且不费事的可传导的接通。

为此本发明提出一种直流电机，具有定子单元和转子单元，该转子单元抗扭转地与导电的轴连接，该轴可旋转地支承在至少一静止的烧结轴承里面，并且具有防止高频电磁场的屏蔽，其特征在于，为了将在转子单元上构成的导电的屏蔽体连接在一确定的电位上，所述转子单元的该屏蔽体与轴导电连接，并且所述烧结轴承与所述电位导电连接，由此通过设置在轴与烧结轴承之间的、至少部分电绝缘的、充满油的轴承间隙产生转子单元的屏蔽体在该电位上的电容式耦合，并且所述轴可旋转地支承在轴向间隔开的第一和第二烧结轴承里面，它们分别与所述确定的电位导电连接，由此产生轴在该电位上的两个并联的电容式耦合，并且所述第一烧结轴承设置在定子单元的与转子单元面对的端面的区域中，并且所述连接装置包括与金属板连接的接片，它轴向地从金属板穿过定子单元一直延伸到其面对转子单元的端面的区域中。

在按照本发明的直流电机中，超过此类特征，为了将在转子单元上构成的导电的屏蔽体连接在确定的电位上，所述转子单元的屏蔽体与轴导电连接。按照本发明，所述烧结轴承还与该电位导电连接，由此通过设置在轴与烧结轴承之间的、至少部分电绝缘的、充满油的轴承间隙产生转子单元的屏蔽体在该电位上的电容式耦合。

按照本发明的思想基础是，借助于烧结轴承，利用尤其在高频范围中导电的连接、即，电容的电耦合，用于使旋转的轴导电连接在静止的轴承瓦上并由此最终可以使转子的屏蔽机构与基准电位电接通。由此可以有利地省去否则为了接通旋转的转子所需的滑环接触。

按照本发明的第一改进方案，所述转子单元包括形成屏蔽的钵形构成的金属的极壳，由此所述转子单元本身基本上形成在电机这个部位中的屏蔽体。

在视为特别有利的本发明另一改进方案中，所述轴可旋转地支承在轴向间隔的第一和第二烧结轴承里面，它们分别与确定的电位导电连接，由此产生轴在该电位上的两个并联的电容耦合。通过较高的电容可以更好地通过与大地电位的电容耦合引导出由电机产生的、耦入转子的屏蔽体中的高频干扰。

按照本发明的另一改进方案，为了进一步屏蔽电机，在与转子单元的屏蔽体对置的轴向上设有连接在确定的电位上的金属板，它设置在定子单元的与转子单元背离的端面上，并且它通过连接装置与至少一烧结轴承导电连接，用于建立电容耦合。由此能够实现电机的完整屏蔽。

因为在测量时已经证实，更有利的是，至少设置在定子单元的与转子单元面对的端面的部位里面的第一上部烧结轴承用于电容式的耦合，有利的是，所述连接装置包括最好一体地与金属板连接的接片，它轴向地从金属板穿过定子单元一直延伸到其面对转子单元的端面的部位里面。由这个接片得到简单接通上部烧结轴承的可能性。在这个实施例的改进方案中，所述接片直到靠近其自由端被用罩形的塑料环绕注塑体包裹，由此从其自由端开始没有水分能挤入到电机里面。

优选在转子单元外部将风扇轮抗扭转地固定在轴上，由此所述直流电机设计成风扇电机或者作为风扇电机使用，其具有集成的整流电子装置的。

附图说明

下面借助于实施例详细解释本发明。附图示出：

图1按照本发明的具有风扇轮的直流电机的局部剖视的立体图，

图2按照图1的直流电机，没有风扇轮，但是具有剖视的定子和转子单元，

图3塑料的外壳法兰的立体图，具有罩形的塑料环绕注塑的接片，

图4用于轴向屏蔽的金属板的视图，具有连接的接片，用于使金属板与烧结轴承电连接，

图5按照本发明的直流电机的屏蔽机构的部件的立体图，

图6图5的部件的局部放大图。

具体实施方式

在图1中示通过按照本发明的直流电机的实施例的风道4的剖视图。扁平结构形式的直流电机的优选应用在于作为机动车空调设备的风扇。为此在旋转的轴3上固定相应的风扇轮2，它通过风道4抽吸来自机动车外部的空气。同样抗扭转地设置在轴3上的转子单元1由金属的钵形构成的极壳组成，在其内侧面上固定磁铁，它们在电机运行中以公知的方式与定子单元5的线圈产生交互作用，定子单元设置在转子单元1的钵罐里面并且固定在外壳法兰6上。在图2中可以看到旋转的轴3的轴承在第一和第二烧结轴承8及9里面，其轴向间隔基本对应于定子单元5的结构高度。由花冠形轴承瓦构成的烧结轴承8和9位于定子单元5的所谓的绝缘罩里面，其中分别设有端子架10以及11，它挤压相应的烧结轴承到各自的支座里面。公知的烧结轴承是滑动轴承，它们例如由烧结铁、一种非常多孔的材料制成，它在运行中可以容纳大量润滑剂储备（油）。

在外壳法兰6下方设置电路板，其具有用于BLDC电机的整流电子装置。在图1中还可以看到接片7，它们传导电子装置的整流信号到定子单元5的线圈。在图3中只示出外壳法兰6，其中设有四个（对于两个线圈的每个接片7各两个）用法兰6的塑料环绕喷铸的罩12。在定子单元5里面设有用于罩形的塑料环绕注塑体12的空隙，由此可以将定子单元5（弹性地）放置在罩12上，其中围绕接片7的部位通过罩12防潮地封闭。否则，没有罩12实际上不能避免来自抽吸的外界空气的水分不期望地挤入到直流电机里面。

由于整流信号的载频为23kHz，因此产生高频的电磁场，它们要求屏蔽直流电机。为此以公知的方式首先在定子单元5的底部侧的端面上、准确地说在外壳法兰6下方设有金属板13，参见图4，其具有（未示出的）大地接头，它用于电机在这个轴向上的电磁屏蔽。为了利用转子单元1的极壳、或者安置在其上的可导电的屏蔽体来来实现对电机的进一步屏蔽，需要使转子单元1与连接在大地上的金属板13导电接通，这由于旋转的运动不能容易地实现。例如通过轴承8和轴3不能实现传统的电耦合，因为在两个可导电的部件之间存在充满油的轴承缝隙，它尽管含有或多或少的金属磨损物，但是不能实现、尤其不能在所有运行状态中实现足够的欧姆连接。按照本发明取而代之尤其通过上部第一烧结轴承8实现电容式耦合。

为了能够实现第一烧结轴承8的电接通，如图4所示，设有与金属板13一体连接的接片14，它轴向地一直延伸到面对转子单元1的定子单元5端面的部位里面。如同由图3看到的那样，这个接片14也配有罩形的塑料喷铸体12。

电接通有利地在烧结轴承8的端子架10上实现，即，通过途径：电触点、端子架、烧结轴承、润滑间隙、轴、转子单元（极壳），参见图5和6。从处于基准电位上的金属板13到烧结轴承8或者端子架10的外表面，连接装置除了接片14以外还包括轴向设置的第一触簧15，它弹性地顶靠在第一烧结轴承8上、尤其导电的第一端子架10上，它使第一轴承8挤压在其支座里面。有利的是，为了完整连接装置与两个轴承8和9的接通，在背离转子单元1的第一触簧15的端部上以电和机械的方式连接轴向延伸的第二触簧16，它在其自由端的部位中弹性地顶靠在第二烧结轴承9上、尤其导电的第二端子架11上，它使第二轴承9挤压在其支座里面。为了电连接面对转子单元1的接片14的端部和第一触簧15的端部，连接装置还包括多股线17，参见图6。

Claims (11)

1.一种直流电机，具有定子单元（5）和转子单元（1），该转子单元抗扭转地与导电的轴（3）连接，该轴可旋转地支承在至少一静止的烧结轴承（8,9）里面，并且具有防止高频电磁场的屏蔽（13），其特征在于，为了将在转子单元（1）上构成的导电的屏蔽体连接在一确定的电位上，所述转子单元（1）的该屏蔽体与轴（3）导电连接，并且所述烧结轴承（8,9）与所述电位导电连接，由此通过设置在轴（3）与烧结轴承（8,9）之间的、至少部分电绝缘的、充满油的轴承间隙产生转子单元（1）的屏蔽体在该电位上的电容式耦合，并且所述轴（3）可旋转地支承在轴向间隔开的第一和第二烧结轴承（8,9）里面，它们分别与所述确定的电位导电连接，由此产生轴（3）在该电位上的两个并联的电容式耦合，并且所述第一烧结轴承（8）设置在定子单元（5）的与转子单元（1）面对的端面的区域中，并且所述连接装置（14,15,16,17）包括接片（14），它轴向地从金属板（13）穿过定子单元（5）一直延伸到其面对转子单元（1）的端面的区域中。

2.如权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述转子单元（1）包括形成屏蔽体的钵形构成的金属极壳。

3.如权利要求1或2所述的直流电机，其特征在于，为了进一步屏蔽电机，在与转子单元（1）的屏蔽体对置的轴向上设有连接在确定的电位上的金属板（13），它设置在定子单元（5）的与转子单元（1）背离的端面上并且它通过一连接装置（14,15,16,17）与至少一烧结轴承（8,9）导电连接。

4.如权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述接片（14）直到靠近其自由端被用罩形的塑料环绕注塑体（12）包裹。

5.如权利要求1或4所述的直流电机，其特征在于，所述连接装置包括轴向设置的第一触簧（15），它弹性地顶靠在第一烧结轴承（8）上，它将第一轴承（8）挤压在其支座里面。

6.如权利要求5所述的直流电机，其特征在于，在第一触簧（15）与转子单元（1）背离的端部上导电地连接有轴向延伸的第二触簧（16），它在其自由端的部位中弹性地顶靠在第二烧结轴承（9）上，它将第二轴承（9）挤压在其支座里面。

7.如权利要求5所述的直流电机，其特征在于，所述接片（14）和所述第一触簧（15）的面对转子单元（1）的端部利用多股线（17）相互间电连接。

8.如权利要求1或2所述的直流电机，其特征在于，在转子单元（1）外部，一风扇轮（2）抗扭转地固定在轴（3）上，所述直流电机设计成风扇电机，其具有集成的整流电子装置。

9.如权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述接片（14）与金属板（13）一体地连接。

10.如权利要求5所述的直流电机，其特征在于，第一触簧（15）弹性地顶靠在导电的第一端子架（10）上。

11.如权利要求6所述的直流电机，其特征在于，第二触簧（16）弹性地顶靠在导电连接的第二端子架（11）上。