CN214154280U - 一种基于串励电机的一类电动工具emc滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电动工具技术领域，具体公开了一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，包括第一定子、第二定子、环形共模电感、电容以及转子，环形共模电感包括第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2；其中，电容和环形共模电感均并接在一类电动工具的电源进线L和N的两端，第一环形共模电感和第二环形共模电感均绕制在铁氧体磁芯上，第一环形共模电感、第一定子以及转子之间组成串联回路，第二环形共模电感、第二定子以及转子之间组成串联回路。本实用新型提供的基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，可以抑制电动工具运行中产生的电磁干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动工具技术领域，更具体地，涉及一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器。
背景技术
电动工具产品上市前进行CCC认证，特别是电磁兼容问题，一直是企业面临的技术瓶颈；生产企业没有专业的研究人员，更没有专业的电磁兼容分析仪器，因此企业无从下手，找不到电动工具电磁兼容出现问题的症结，因而找不到行之有效的解决方案。
由于大型电锤、电镐主要用来在混凝土、砖石等材料上冲击钻孔，使用环境比较恶劣，而且工作时振动较大，使用金属外壳耐用性更好，因此电源线带接地保护并连接至金属外壳的电动工具结构对产品电磁兼容产生开放式的影响，需要有专门的符合性策略。
目前，基于串励电机一类电动工具的定子由硅钢片和励磁绕组组成，如图1所示，转子由铁芯、电枢绕组等组成。定子与转子之间通过电刷和换向器形成串联回路。换向器起换流作用，不论工作在交流电的正半圈还是负半圈，其电磁转矩方向是一致的。
产生电磁干扰有以下形式：（1）当换向器转到与电刷断开位置时，电刷和换向器之间产生换向火花，使换向区域附近的空气介质电离，在空气中形成带电粒子，从而形成电磁干扰，这种火花电离放电产生的干扰频谱较宽且连续分布；（2）由于电动机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上的磁路设计比较饱和，也会产生较大的高频谐波分量引起电磁干扰。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，可以抑制电动工具运行中产生的电磁干扰。
作为本实用新型的第一个方面，提供一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，包括第一定子、第二定子、环形共模电感、电容C1以及转子，所述环形共模电感包括第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2；其中，所述电容C1和所述环形共模电感均并接在所述一类电动工具的电源进线L和N的两端，所述第一定子包括第一硅钢片和绕制在所述第一硅钢片上的第一励磁绕组N1，所述第二定子包括第二硅钢片和绕制在所述第二硅钢片上的第二励磁绕组N2，所述第一硅钢片和所述第二硅钢片均与电源地相连，所述第一环形共模电感H1和所述第二环形共模电感H2均绕制在铁氧体磁芯上，所述第一环形共模电感H1、第一定子以及转子之间组成串联回路，所述第二环形共模电感H2、第二定子以及转子之间组成串联回路。
进一步地，所述第一励磁绕组N1和所述第二励磁绕组N2均连接所述转子。
进一步地，所述转子包括铁芯以及安装在所述铁芯上的电枢绕组。
进一步地，所述第一定子与所述转子之间通过电刷和换向器形成串联回路，所述第二定子与所述转子之间通过电刷和换向器形成串联回路。
进一步地，所述第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2均采用绕有铜线线圈的铁氧体磁芯电感。
进一步地，从以上描述可以看出，本实用新型的技术效果在于：电容C1用来抑制电动工具运行中产生的电压扰动对公共电网的影响，即传导干扰；环形共模电感用来抑制电动工具运行时所产生的辐射干扰信号，用于对共模辐射干扰信号的抑制。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
图1为现有技术中基于串励电机的一类电动工具的电路原理图。
图2为本实用新型提供的基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器的电路原理图。
图3A为滤波前电源端子骚扰电压的测试曲线图。
图3B为滤波前电源端子骚扰功率的测试曲线图。
图4A为滤波后电源端子骚扰电压的测试曲线图。
图4B为滤波后电源端子骚扰功率的测试曲线图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
在本实施例中提供了一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，如图2所示，所述基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器包括第一定子、第二定子、环形共模电感、电容C1以及转子，所述环形共模电感包括第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2；其中，所述电容C1和所述环形共模电感均并接在所述一类电动工具的电源进线L和N的两端，所述第一定子包括第一硅钢片和绕制在所述第一硅钢片上的第一励磁绕组N1，所述第二定子包括第二硅钢片和绕制在所述第二硅钢片上的第二励磁绕组N2，所述第一硅钢片和所述第二硅钢片均与电源地相连，所述第一环形共模电感H1和所述第二环形共模电感H2均绕制在铁氧体磁芯上，所述第一环形共模电感H1、第一定子以及转子之间组成串联回路，所述第二环形共模电感H2、第二定子以及转子之间组成串联回路。
优选地，所述第一励磁绕组N1和所述第二励磁绕组N2均连接所述转子。
优选地，所述转子包括铁芯以及安装在所述铁芯上的电枢绕组。
优选地，所述第一定子与所述转子之间通过电刷和换向器形成串联回路，所述第二定子与所述转子之间通过电刷和换向器形成串联回路。
具体地，在图2中，电容C1用来抑制电动工具运行中产生的电压扰动对公共电网的影响，即传导干扰；其中，电容C1通常是必须的，主要用来抑制差模传导干扰信号，最常用的容量有0.1μF、0.22μF、0.33μF 和0.47μF，电容C1有两只插脚，应分别接在电动工具的电源进线端，而且接线位置应尽量靠近电源进线端。
优选地，所述第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2均采用绕有铜线线圈的铁氧体磁芯电感；其中，共模电感的形状主要为环形，常用于大功率工具，图2中环形共模电感用来抑制电动工具运行时所产生的辐射干扰信号，用于对共模辐射干扰信号的抑制。
需要说明的是，共模电感的电感量一般为几个mH到几十个mH，设计电感时，需注意磁芯的外形尺寸应合适，磁芯过小，电感容易饱和，达不到想要的电感容量；磁芯过大，电感在机壳中的定位和固定比较困难。
需要说明的是，基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，在实际应用中，可根据实际需要，采用图2中电路的全部或部分电路。
需要说明的是，EMC滤波器为电磁兼容性滤波器。
下面结合图3A-图4B对使用该EMC滤波器进行滤波前和滤波后电源端子骚扰电压和骚扰功率的测试结果进行详细说明。
电源端子骚扰电压和骚扰功率测试依据GB4343.1-2018《家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射》，测试频率范围分别为：150kHz～30MHz和30MHz～300MHz。
如图3A所示，一类电锤无该EMC滤波器电路，图中可以看出，150-500kHz，电源端子骚扰电压的测试曲线超过限值5个dB左右，在4MHz左右也产生波峰。
如图3B所示，一类电锤无该EMC滤波器电路，图中可以看出，由于产品转速低，高频噪声低，电源端子骚扰功率的测试曲线未超标。
如图4A所示，一类电锤有该EMC滤波器电路，C1=0.33μF，环形共模电感H=4.5mH，图中可以看出，150-500kHz，电源端子骚扰电压的测试曲线离限值余量3个dB左右，在500kHz以后的曲线显著下降，可以看出，该EMC滤波器电路对电动工具运行时所产生的电源端子骚扰电压有衰减作用，抑制了电源端子骚扰电压的干扰。
如图4B所示，一类电锤有该EMC滤波器电路，C1=0.33μF，环形共模电感H=4.5mH，图中可以看出，在30MHz左右，电源端子骚扰功率的测试曲线较图3B有5个dB左右改善，该EMC滤波器电路对电动工具运行时所产生的电源端子骚扰功率有衰减作用，抑制了电源端子骚扰功率的干扰，该滤波电路抑制效果明显。
由此可见，本实用新型提供的基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，通过滤波电路的排列组合，并对不合格数据的直观对比，快捷准确的得到基于串励电机的一类电动工具电磁干扰滤波电路方案，抑制效果明显，大大提高了设计和整改的效率，为相关制造商、检测机构、实验室提供设计、检测、整改指南，推动电动工具行业技术革新，提升电动工具电磁兼容设计工艺，符合电动工具电磁兼容CCC认证要求，降低质量风险事故。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，其特征在于，包括第一定子、第二定子、环形共模电感、电容C1以及转子，所述环形共模电感包括第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2；其中，所述电容C1和所述环形共模电感均并接在所述一类电动工具的电源进线L和N的两端，所述第一定子包括第一硅钢片和绕制在所述第一硅钢片上的第一励磁绕组N1，所述第二定子包括第二硅钢片和绕制在所述第二硅钢片上的第二励磁绕组N2，所述第一硅钢片和所述第二硅钢片均与电源地相连，所述第一环形共模电感H1和所述第二环形共模电感H2均绕制在铁氧体磁芯上，所述第一环形共模电感H1、第一定子以及转子之间组成串联回路，所述第二环形共模电感H2、第二定子以及转子之间组成串联回路。
2.根据权利要求1所述的一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，其特征在于，所述第一励磁绕组N1和所述第二励磁绕组N2均连接所述转子。
3.根据权利要求1所述的一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，其特征在于，所述转子包括铁芯以及安装在所述铁芯上的电枢绕组。
4.根据权利要求1所述的一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，其特征在于，所述第一定子与所述转子之间通过电刷和换向器形成串联回路，所述第二定子与所述转子之间通过电刷和换向器形成串联回路。
5.根据权利要求1所述的一种基于串励电机的一类电动工具EMC滤波器，其特征在于，所述第一环形共模电感H1和第二环形共模电感H2均采用绕有铜线线圈的铁氧体磁芯电感。
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