CN115912796A - 直流励磁有刷电机和具有该电机的滑顶或车辆座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流励磁有刷电机和具有该电机的滑顶或车辆座椅，包括带有换向器(6)的换向系统，所述换向器(6)具有沿周向均布的叶片和至少两个电刷(4、5)，所述电刷与所述叶片相互作用，以将所述电刷通过连接引线(40、50)连接到直流电压网络，所述换向系统布置在所述电机的金属外壳(8)中，所述电机(1)具有用于所述换向系统的干扰抑制装置(2)，对于每个所述连接引线，所述干扰抑制装置包括抗干扰扼流圈(L1、L2)和电容器(C2、C3)，所述连接引线具有EMC屏蔽体(11)，所述EMC屏蔽体布置在用于相应的电容器的连接点和穿过所述电机的金属外壳的外壳通道(9、10)之间。

Description

直流励磁有刷电机和具有该电机的滑顶或车辆座椅

技术领域

本公开涉及一种具有用于换向系统的干扰抑制装置的直流励磁有刷电机，以及涉及一种具有该电机的滑顶。

背景技术

在直流励磁有刷电机中，电流由电源或控制装置通过电刷提供，这些电刷应用于换向器，换向器分为多个叶片并用于使电流转变。多个叶片在换向器的圆周上彼此绝缘，当由电枢绕组、电机轴和换向器组成的转子旋转时，多个叶片依次由电刷供应电流。这里，来自一个薄片的每个电刷随后到达两个薄片之间的绝缘的中间区域或凹部，同时接触并使两个相邻薄片短路或桥接，导致电流信号发生变化。这些电机会产生辐射干扰和传导干扰，这决定了电机的电磁兼容性。在许多应用中，辐射干扰必须低于规定的限值。已知的标准例如CISPR 25第5类标准和VW81000标准。为了减少干扰辐射，已知使用诸如扼流圈和电容器之类的干扰抑制器件。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有用于换向系统的干扰抑制装置的直流励磁有刷电机，其屏蔽效果特别好，而且易于安装。

该目的通过带有干扰抑制装置的直流励磁有刷电机以及具有这种电机的滑顶来解决。

因此，提供了一种直流励磁有刷电机，包括具有换向器的换向系统，所述换向器具有沿周向均布的叶片和与所述叶片配合的至少两个电刷(特别是恰好两个电刷)。

所述电刷可以通过连接引线连接到直流电源。所述换向系统设置在所述电机的金属外壳中，所述电机具有用于所述换向系统的干扰抑制装置，所述干扰抑制装置包括用于每个连接引线的抗干扰扼流圈和电容器。作为所述干扰抑制装置的一部分，用于各个所述电容器的连接点和穿过所述电机的所述金属外壳的外壳通道之间的连接引线具有EMC屏蔽体。通过所述屏蔽体可以有效且特别便宜地降低电磁干扰。

所述连接引线分别具有一个导体，所述导体被绝缘体和包围在所述绝缘体外部的电磁屏蔽体包围在所述EMC屏蔽体中。除了其他方面外，这种EMC屏蔽体具有穿心电容器效果，可防止吸收新的辐射干扰。

因为此外，所述连接引线的所述EMC屏蔽体和/或换向器布置的EMC屏蔽体与汇流排布置的屏蔽体电接触，所以所述屏蔽体特别完全地形成。

如果所述连接引线和/或所述汇流排布置分别具有导体或汇流排，所述导体或所述汇流排在所述EMC屏蔽体中被绝缘体和包围在所述绝缘体外侧的电磁屏蔽体包围，则进一步改进了屏蔽。

所述屏蔽体可以直接接地，也可以具有与电机地线电连接的屏蔽塑料包覆成型件。

如果所述汇流排布置具有带有第一臂和第二臂的安装区域，特别是叉形安装区域，则可以实现所述电机的简单且可靠的安装和接触，所述第一臂承载第一绝缘位移连接器，所述第二臂承载第二绝缘位移连接器。

优选地，所述屏蔽体附接到所述汇流排布置的绝缘塑料件的外侧。然后可以通过注塑的方式制造具有特别合适的机械性能的绝缘塑料件。

如果所述汇流排布置外侧的屏蔽体与所述绝缘位移连接器相距0.5mm～5mm，特别是0.5mm～2mm，优选0.5mm～1mm，则可以实现电气安全，具体是操作安全。通过这种方式，也可以避免所述汇流排和所述屏蔽体之间的例如由于污染的意外电连接。

如果所述汇流排布置被插入到所述换向器布置的本体中的凹部中，则可以实现特别简单和安全的组装。所述汇流排布置优选通过摩擦锁定或强制锁定的方式保持在所述凹部中，特别是通过闩锁的方式保持在所述凹部中。

为了完成电磁屏蔽，特别有利的是，在所述凹部中的所述汇流排布置与所述换向器布置的本体具有表面电接触，所述换向器布置也在外部被屏蔽，具体是接地。

为了进一步的安装和电接触，有利的是，所述汇流排布置具有屏蔽延伸部，在所述延伸部中，所述汇流排平行于所述电机的转轴被引导远离所述换向器布置。具体地，优选地，延伸部和安装区域彼此一体地形成。

所述屏蔽体优选地接地，或者所述屏蔽体具有由屏蔽塑料制成的包覆成型件。所述屏蔽塑料优选具有金属成分，也可以具有碳纤维成分，其能够产生与金属相同的屏蔽效果。

如果所述抗干扰扼流圈直接布置在所述电刷之后并因此尽可能靠近干扰点，则干扰可以被保持得更低。

有利的是，所述连接引线在所述抗干扰扼流圈之后分别具有输出引线形式的分支，从输出引线所述金属外壳引出，所述干扰抑制装置的所述电容器布置在每个输出引线中。所述电容器接地或与所述金属外壳的地线连接。

为了尽可能降低干扰，在所述抗干扰扼流圈和所述电容器之间的连接引线的距离也最小。

所述电刷优选布置在电刷保持板上，所述电刷保持板上安装有电子元件。在这种情况下，有利的是，整个所述电刷保持板具有对称布置，其对称轴居中地穿过相对的电刷(两个电刷)并且位于所述连接引线的中央。换言之，所述抑制装置的抗干扰元件、所述电刷和所述引线镜像对称布置，以避免振荡。

为了使高频干扰短路，所述干扰抑制装置优选具有电容器，所述电容器具有并联设置在所述连接引线之间的压敏电阻或瞬态电压抑制(TVS，Transient VoltageSuppression)二极管，以降低电压峰值。所述连接引线之间的引线不需要屏蔽，因为它们不会通向外部，因此不会将干扰脉冲传输到这些引线。

在延伸部上可以形成多个凸出部，所述电机的所述金属外壳支撑在这些凸出部上并且因此将汇流排单元保持在预紧下。由于导电涂层也覆盖这些凸出部，因此在几个点处提供了屏蔽体的接地连接。优选地，至少在所述汇流排的相应端部区域提供接地连接，但还可以在其之间的区域提供进一步的接触点。

所述导电涂层可以由金属和导电塑料组成。涂层也可以是多层的，因此最底层可以是特别好的导电层或对塑料具有良好的附着力，该层被另一个导电层覆盖，而该导电层更能抵抗机械侵害或化学侵蚀。

涂层也可能被绝缘保护层(油漆)覆盖，该保护层仅在接地点处凹陷。涂层也可以由弹性导电塑料组成，然后与所述金属外壳大面积接触。

此外，提供了一种具有上述直流励磁有刷电机的滑顶。对于机动车辆的滑顶而言，遵守电磁干扰辐射限制尤为重要。也可以考虑将其用于车辆座椅等。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本公开的优选实施例。

示出了：

图1：带干扰抑制装置的直流励磁有刷电机的电路布置图；

图2：用于将电机连接到电源的汇流排布置图；

图3：图2中的汇流排布置的侧视图；

图4：沿图3的C-C线的汇流排布置截面图；

图5：图2中的汇流排布置的仰视图；以及

图6：带有已插入对应于图2至图5的汇流排布置的有刷电机的换向单元。

具体实施方式

图1示出了带有干扰抑制装置2的直流励磁有刷电机1的电路布置图。电机1是永磁励磁电机，其具有定子3、转子7和换向器6，定子3以永磁体的形式象征性地示出，转子7通过两个电刷4、5供电。电机1布置在金属的电机外壳8(以虚线示出)中。直流电压，例如作为PWM(脉冲宽度调制)信号，由控制装置(未示出)施加到两个电刷4、5。电源位于电机外壳外部。第一电刷4通过第一连接引线40连接到第一电极(未示出)，第二电刷5通过第二连接引线50连接到直流电压网络的第二电极(未示出)。由电机1引起的电磁干扰基本上是由其带有电刷4、5和换向器6的换向系统造成的。在换向器6的叶片(图中未示出)上运行的电刷4、5中的每个都会在非常短的电流上升时间的情况下引起载流气体放电，因此会在电刷4、5脱离换向器叶片时由于中断转子电流而导致高频干扰辐射。下面描述的干扰抑制装置2用于遵守电磁干扰辐射的规定限制。

第一抗干扰扼流圈L1布置在紧邻第一电刷4之后的第一连接引线40中。第二抗干扰扼流圈L2也插入在紧邻第二电刷5之后的第二连接引线50中。抗干扰扼流圈L1、L2因此安装在尽可能靠近干扰点的位置。在抗干扰扼流圈L1、L2的后方分别直接地设置有节点41、51，其中输出引线42、52分别从连接引线40、50分支出来。输出引线42、52从电机外壳8的金属屏蔽区域引出。连接引线42、52位于电机外壳8内，直至电机外壳8中的相应外壳通道9、10。电容器C2、C3分别布置在电机外壳内的输出引线42、52中，该电容器接地或连接到电机外壳的地线。旁路电容器C1从两个节点41、51开始，设置在两个连接引线40、50之间，用于使高频干扰短路。为此目的，压敏电阻V1与电容器C1并联设置。在节点(电容器连接点)41、51和外壳通道9、10之间，连接引线具有EMC(电磁兼容性)屏蔽体11。连接引线的导体43、53被绝缘体44、54包围。对于绝缘体，通常使用聚氨酯或聚氯乙烯(PVC)作为材料，因为它们价格便宜且耐热，同时提供良好的绝缘效果。但是，只要符合要求，也可以使用其他聚合物塑料。绝缘体44、54被屏蔽体45、55包围。屏蔽体45、55例如可以是铜屏蔽编织物和/或缠绕金属箔。气相沉积涂层也可以达到屏蔽效果。屏蔽体45、55接地或具有与相应的电机外壳的接地连接。EMC屏蔽体11将干扰辐射转移到地。此外，EMC屏蔽体11用作穿心电容器。

也可以不将屏蔽层接地，而是使用特殊的屏蔽塑料的包覆成型，这也能产生良好的效果。

电刷4、5优选布置在电刷保持板上，电子元件也安装在该电刷保持板上。在此有利的是，整个电刷保持板具有镜像对称布置，其对称轴居中地穿过相对的电刷并且设置在连接引线中间。换言之，抑制装置的干扰抑制部件、电刷和引线以镜像对称的方式布置，以避免振荡。虚线表示对称轴12。

图2中以立体图示出了汇流排布置100以进一步改进屏蔽并利于电机在组件中的接触。

汇流排布置100具有电机侧安装区域101，在当前情况下，该安装区域是叉形的并且在第一臂102上承载第一绝缘位移连接器103，并且在第二臂104上具有第二绝缘位移连接器105。绝缘位移连接器103和105以已知方式设计，具体是作为IDC连接器，使得它们可以直接与电机绕组或换向器单元的连接引线接触，在这种情况下，与来自于电机外壳的外壳通道9和10的连接引线接触。此外，汇流排布置100具有延伸部106，汇流排(未示出在此处)布置在其中。汇流排布置100的安装区域101和延伸部106构造成使得它们在内部包含电导体形式的汇流排，特别是作为铜片制成的冲压弯曲部件，其在绝缘位移连接器103和105的区域引出，对于电磁屏蔽，首先用绝缘塑料封装，然后用导电塑料封装或用导电塑料导电地涂覆，如上文针对于图1更详细的描述。

在图3中，图2的汇流排布置100大致以图2中方向箭头A的方向示出的侧视图。已经描述的部件用相同的附图标记标示。在图3中，示出了水平剖面线C-C，其表示穿过汇流排布置100的安装区域101的横截面。

图4以沿着图3的线C-C的横截面的平面视图中示出了安装区域101。在该横截面图中，第一汇流排110是可见的，其位于臂102中并且从绝缘位移连接器103(此处未示出)延伸到延伸部106中。相应地，第二汇流排111位于臂104中并且从第二绝缘位移连接器105延伸到延伸部106中。两个汇流排110和111嵌入在电绝缘塑料件112中，电绝缘塑料件112被注塑成型以形成汇流排布置100的基本形状。

第一臂102还具有自由端113和未完全示出的闩锁凸耳114。相应地，第二臂104也具有自由端115和未完全示出的闩锁凸耳116。

虽然塑料件112是不导电的，但所示部件的外表面设置有导电的EMC屏蔽涂层，该涂层可以在多部件注塑成型工艺中形成为另一塑料层，或者通过涂漆、气相沉积或类似工艺步骤生产。该层例如由于高碳含量可以是金属的或其他导电的。在这种情况下，连接到汇流排110和111的连接元件(特别是绝缘位移连接器103和105)从基体中引出的区域被排除在导电表面涂层之外。导电涂层在距这些连接器一定距离处终止，以确保连接器和外涂层之间有足够的电绝缘。

在图5中，汇流排布置100以仰视图示出。相同的部件再次用相同的附图标记标示。同样，闩锁凸耳114和116不是完全可见的。然而，图5示出了通过延伸部106向下延伸(相对于图3示出的而言)的汇流排110和111的部分，当相应地设置有汇流排布置100的电机安装在组件中时，其可以在此处可见的端部处电接触。

最后，图6以立体图示出了用于有刷电机的换向器布置150。汇流排布置100在此插入换向器布置150的本体151中，叉形的安装区域101插入相应的凹部152中。绝缘位移连接器103和105连接到换向器布置150的电连接线并因此与汇流排110和111导电地连接。在此不可见的闩锁凸耳114和116将汇流排布置100固定在换向器布置150的本体151中。同时，汇流排布置100与本体151的物理的、类表面的接触实现了汇流排布置100的外部的、导电的表面与电机和换向器布置150的地线的可靠的电接地接触。这也适用特别是图1中所示的连接引线40、50的屏蔽体和它们的屏蔽体45、55，它们以这种方式连接到汇流排布置100的屏蔽体。

因此，汇流排布置100代表用于电机的制造的单独部件，其易于组装，其本身是电磁屏蔽的，并且能够实现电机的简单和安全的电接触。

虽然这里两个汇流排110和111组合在一个共同的部件中，但也可以根据应用设想每个汇流排包含在单独的部件中，在这种情况下，每个汇流排也被绝缘塑料包围，并且绝缘塑料以导电的方式涂在外部，以形成电磁屏蔽。

在另一个实施例中，可以规定汇流排本身设置有薄的电绝缘层，例如绝缘漆，并且外导电层形成为相对厚的注塑成型化合物层或类似物层，其决定了汇流排布置的形状。独立地，还可以通过防腐蚀涂层进一步保护部件的外表面免受外部影响，其中导电涂层表面的一个或多个位置被暴露以与换向器布置150的本体151接触。在屏蔽体的外表面区域的汇流排布置和换向器布置之间的电接触，不仅可以通过将部件装配到彼此并将它们锁定在一起或通过压配它们来促进，而且还可以通过采用一定的预紧力将部件接合在一起来促进，该预紧力将两侧的电磁屏蔽体的接触表面机械地压在彼此上。大的表面接触面积通常是有利的。

Claims (13)

1.一种直流励磁有刷电机，其特征在于，包括带有换向器(6)的换向系统，所述换向器(6)具有沿周向均布的叶片和至少两个电刷(4、5)，所述电刷(4、5)与所述叶片相互作用，以将所述电刷(4、5)通过连接引线(40、50)连接到直流电压网络，所述换向系统布置在所述电机的金属外壳(8)中，所述电机(1)具有用于所述换向系统的干扰抑制装置(2)，对于每个所述连接引线(40、50)，所述干扰抑制装置(2)包括抗干扰扼流圈(L1、L2)和电容器(C2、C3)，所述连接引线(40、50)布置在用于相应的电容器(C2、C3)的连接点和穿过所述电机的金属外壳(8)的外壳通道(9、10)之间，所述连接引线(40、50)的EMC屏蔽体(11)和/或换向器布置(150)的EMC屏蔽体与汇流排布置(100)的屏蔽体电接触。

2.根据权利要求1所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述连接引线(40、50)和/或所述汇流排布置(100)各自分别包括导体(43、53)或汇流排(110、111)，所述导体(43、53)或所述汇流排(110、111)在所述EMC屏蔽体(11)中被绝缘体(44，54)和围绕在所述绝缘体(44，54)的外周的电磁屏蔽体(45，55)包围。

3.根据权利要求2所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述屏蔽体接地，或者所述屏蔽体具有由屏蔽塑料制成的包覆成型件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述汇流排布置(100)包括安装区域(101)，特别是分叉的安装区域，所述安装区域(101)包括第一臂(102)和第二臂(104)，所述第一臂(102)承载第一绝缘位移连接器(103)，所述第二臂(104)承载第二绝缘位移连接器(105)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述屏蔽体设置在所述汇流排布置(100)的绝缘塑料件(112)的外表面上。

6.根据权利要求4或5所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述汇流排布置(100)外侧的屏蔽体与所述绝缘位移连接器(103、105)的距离为0.5mm～5mm，特别是0.5mm～2mm，优选为0.5mm～1mm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述汇流排布置(100)插入到所述换向器布置(150)的本体(151)的凹部(152)中。

8.根据权利要求7所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述汇流排布置(100)以摩擦锁定或强制锁定的方式保持在所述凹部(152)中，特别是以闩锁的方式保持在所述凹部(152)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述汇流排布置(100)与所述换向器布置(150)的所述本体(151)在所述凹部(152)中具有表面电接触。

10.根据前述权利要求中任一项所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述汇流排布置(100)包括屏蔽的延伸部(106)，在所述延伸部(106)中，所述汇流排(110、111)的路径平行于所述电机的转轴远离所述换向器布置。

11.根据权利要求10所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述延伸部(106)与所述安装区域(101)一体成型。

12.根据权利要求10所述的直流励磁有刷电机，其特征在于，所述延伸部(106)包括多个一体成型的凸出部，所述电机的所述金属外壳支撑在所述凸出部上，以将所述汇流排布置保持在偏压下。

13.一种滑顶或车辆座椅，其特征在于，具有根据前述权利要求中任一项所述的直流励磁有刷电机(1)。

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