DE102006001452A1

DE102006001452A1 - Entstörbauteil

Info

Publication number: DE102006001452A1
Application number: DE102006001452A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Von Knorre; Jochen Ihmels; Wolfgang Görges; Michael Stock; Alexander Grah
Original assignee: Schunk Motorensysteme GmbH
Current assignee: Schunk Motorensysteme GmbH
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-07-12

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entstörbauteil (40), umfassend eine erste und eine zweite und zwischen diesen angeordnete dritte Elektrode (12, 14, 16) mit jeweils einem zwischen den Elektroden vorhandenen Dielektrikum (18, 20) (X2Y-Komponente (10)), wobei von der ersten und der zweiten Elektrode ein erster und ein zweiter Anschluss (24, 26) zum Verschalten des Entstörbauteils parallel zu einer Spannungsquelle (28, 30) ausgehen. Um bei Auftreten hochenergetischer Impulse eine Zerstörung zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass zwischen der ersten und zweiten Elektrode (24, 26) zumindest ein Überspannungsschutz (36, 38) geschaltet ist.

Description

Entstörbauteil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Entstörbauteil umfassend eine erste und eine zweite und zwischen diesen angeordnete dritte Elektrode mit jeweils zwischen den Elektroden vorhandenen Dielektrika (X2Y-Komponente), wobei von der ersten und der zweiten Elektrode ein erster bzw. zweiter Anschluss zum Verschalten des Entstörbauteils parallel zu einer Spannungsquelle ausgeht. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Elektromotor mit zwei elektrischen Anschlüssen, zu denen parallel zumindest ein Entstörbauteil geschaltet ist, das eine erste und eine zweite und zwischen diesen verlaufende dritte Elektrode mit jeweils zwischen diesen vorhandenem Dielektrikum (X2Y-Komponente), wobei die erste Elektrode mit einem der Anschlüsse und die zweite Elektrode mit dem anderen Anschluss und die dritte Elektrode mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden sind.
Ein entsprechendes Entstörbauteil, das als „X2Y-Komponente" bekannt ist, ist prinzipiell der 8 der Literaturstelle US.Z.: IEEE EMC Symposium 2004, Santa Clara, CA August 9–13, 2004, Sanders et al., Using Image Plans on DC Motors to Filter High Frequency Noise, Seiten 1 bis 5, zu entnehmen.
Auch werden die entsprechenden Entstörbauteile in dem DE-U-203 19 863 oder der WO-A-2005/015719 beschrieben. Insoweit wird auf die diesbezüglichen Offenbarungen verwiesen.
Entsprechende Entstörbauteile können an die Eingänge eines Elektromotors angeschlossen werden, wobei die dritte Elektrode elektrisch leitend mit dem Motorgehäuse und somit mit Masse verbunden ist.
Mittels entsprechender Entstörbauteile erfolgt eine Funkenentstörung von Motoren, wobei die üblicherweise hierzu notwendigen zwei Spulen sowie zwei bis drei Kondensatoren eingespart werden können. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die entsprechenden X2Y-Komponenten beim Auftreten hoher Spannungen zerstört werden. Diese können z. B. im Abschaltmoment des Motors aufgrund einer rückinduzierten Überspannung auftreten. Bei EMV-Störfestigkeitsuntersuchungen (SURGE-Test, BURST-Test) besteht gleichfalls die Gefahr, dass das Entstörbauteil geschädigt wird, so dass anschließend eine wirkungsvolle Entstörung nicht mehr gegeben ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entstörbauteil sowie einen Elektromotor mit einem Entstörbauteil der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass auftretende hochenergetische Impulse zu einer Zerstörung nicht führen.
Auch ist das Entstörbauteil so zu verpacken, dass es den Umweltbedingungen in einem offenen Motor standhält.
Zur Lösung der Aufgabe wird das Entstörbauteil dadurch weitergebildet, dass zwischen zumindest zwei Elektroden ein Überspannungsschutz geschaltet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass als Überspannungsschutz ein spannungsabhängiger Widerstand (Varistor) oder eine Suppressor-Diode geschaltet wird. Als Überspannungsschutz kommt auch ein Ableitwiderstand in Frage.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein entsprechender Überspannungsschutz sowohl zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode als auch zwischen der dritten Elektrode und der zweiten Elektrode geschaltet ist. Eine Parallelschaltung zwischen der ersten und zweiten Elektrode ist gleichfalls möglich.
Ein Elektromotor der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass parallel zu zumindest zwei Elektroden ein Überspannungsschutz geschaltet ist. Dabei ist insbesondere zwischen der ersten und der dritten und der zweiten und der dritten Elektrode oder der ersten und zweiten Elektrode der Überspannungsschutz geschaltet.
Unabhängig hiervon sollte der Überspannungsschutz des Elektromotors bevorzugterweise ein spannungsabhängiger Widerstand (Varistor) sein. Eine Suppressor-Diode als Überspannungsschutz kommt gleichfalls in Frage.
Das Entstörbauteil selbst sollte in SMD-Technologie hergestellt werden, um kostengünstig produzieren zu können.
Die Bauteile des Entstörglieds, also die im eigentlichen Sinne aus den drei Elektroden mit zwischen diesen verlaufenden Dielektrika bestehenden zwei Kondensatoren sowie der bzw. die einen Überspannungsschutz bietenden Bauelemente wie Varistor/en bzw. Suppressor-Diode/n sind von einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuse umgeben, aus dem die Anschlussflächen für die Verbindung zu der Spannungsquelle sowie zu dem Motorgehäuse vorstehen.
Die Verbindung erfolgt elektrisch und/oder mechanisch mit den stromführenden Elementen des Motors mittels Schweißens, Lötens, Krimpens, Toxens oder Nietens.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, die in diesem zu entnehmenden Merkmale – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Entstörbauteils und
2 eine dreidimensionale Darstellung des Entstörbauteils.
Der 1 ist ein Schaltbild eines Entstörbauteils 10 zu entnehmen, das auf einer sogenannte X2Y-Komponente (10) aufbaut, wie dieses z. B. in der Literaturstelle Literaturstelle US.Z.: IEEE EMC Symposium 2004, Santa Clara, CA August 9–13, 2004, Sanders et al., Using Image Plans on DC Motors to Filter High Frequency Noise, Seiten 1 bis 5, oder in dem DE-U-203 19 863 oder in der WO-A-2005/015719 beschrieben ist.
Die X2Y-Komponente 10 besteht in bekannter Weise aus einer ersten Elektrode 12, einer zweiten Elektrode 14 sowie einer zwischen diesen verlaufenden dritten Elektrode 16. Zwischen den Elektroden 12, 14 und 16 befinden sich Dielektrika 18, 20, so dass sich aus den Elektroden 12, 14, 16 und den Dielektrika 18, 20 zwei Kondensatoren ergeben. Die dritte Elektrode 16 ist über einen Anschluss mit dem Gehäuse eines Elektromotors 22 und somit mit Masse verbunden. Von der ersten und der zweiten Elektrode 12 bzw. 14 gehen jeweils ein Anschluss 24, 26 aus, um die X2Y-Komponente (10) parallel zu den Polen einer Spannungsquelle 28, 30 und somit den Anschlüssen 32, 34 des Elektromotors 22 verschalten zu können.
Um zu verhindern, dass bei Überspannungen, die z. B. im Abschaltmoment des Motors 22 oder bei EMV-Störfestigkeitsuntersuchungen auftreten können, dass die X2Y-Komponente (10) zerstört wird und somit beim Betrieb des Motors 22 eine wirkungsvolle Funkentstörung nicht mehr erfolgen kann, ist vorgesehen, dass parallel zu der ersten und dritten Elektrode 12, 16 bzw. der zweiten und dritten Elektrode 14, 16 jeweils ein Überspannungsschutz geschaltet ist, der in der Darstellung gemäß 1 als Varistor 36 bzw. 38 ausgebildet ist. Andere Überspannungsschutzelemente wie Suppressor-Dioden kommen gleichfalls in Frage.
Anstelle von zwei Varistoren 36, 38 kann auch ein einziger Varistor parallel zu den Anschlüssen 24 und 26, also zu den ersten und zweiten Elektroden 12, 14 geschaltet sein.
Die X2Y-Komponente 10 mit dem Überspannungsschutzelementen 36, 38 wird bevorzugterweise in SMD-Technologie (oberflächenmontierte Bauelemente) hergestellt, wobei sich insgesamt ein Entstörbauteil 40 ergibt, das durch verschiedene Schweiß-, Mess- und Lötverfahren sowie ein späteres Umspritzen mit Kunststoff zur Ausbildung eines Gehäuses 42 hergestellt wird. Aus dem Gehäuse 42 ragen die Anschlüsse 22, 24, 26 hervor, mit denen eine Verschaltung mit den Anschlüssen 32, 34 des Motors 22 sowie dessen Gehäuse erfolgt. Durch die Verwendung der SMD-Komponenten ist ein erheblicher Preisvorteil gegenüber herkömmlichen Komponenten gegeben. Des Weiteren ergibt sich eine wesentlich bessere Entstörung im hochfrequenten Bereich, der sich insbesondere im Bereich der Kommunikationselektronik bemerkbar macht.

Claims

Entstörbauteil (40), umfassend eine erste und eine zweite und zwischen diesen angeordnete dritte Elektrode (12, 14, 16) mit jeweils einem zwischen den Elektroden vorhandenen Dielektrikum (18, 20) (X2Y-Komponente (10)), wobei von der ersten und der zweiten Elektrode ein erster und ein zweiter Anschluss (24, 26) zum Verschalten des Entstörbauteils parallel zu einer Spannungsquelle (28, 30) ausgehen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Elektrode (24, 26) zumindest ein Überspannungsschutz (36, 38) geschaltet ist.
Entstörbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Elektrode (12) bzw. dem mit diesem verbundenen Anschluss (24) und der dritten Elektrode (16) und der zweiten Elektrode (14) bzw. dem mit diesem verbundenen zweiten Anschluss (26) und der dritten Elektrode (16) jeweils ein Überspannungsschutz (36, 38) geschaltet ist.
Entstörbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsschutz ein spannungsabhängiger Widerstand (Varistor) (36, 38) ist.
Entstörbauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsschutz eine Suppressor-Diode ist.
Entstörbauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsschutz ein Ableitwiderstand ist.
Entstörbauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörbauteil (40) in SMD-Technologie hergestellt ist.
Entstörbauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörbauteil (40) mit Kunststoff umspritzt ist.
Entstörbauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörbauteil (40) elektrisch und/oder mechanisch mit den stromführenden Elementen des Motors mittels Schweißens, Lötens, Krimpens, Toxens oder Nietens verbunden ist.
Elektromotor (22) mit zwei elektrischen Anschlüssen (32, 34), zu denen parallel zumindest ein Entstörbauteil (40) geschaltet ist, das eine erste und eine zweite und zwischen diesen verlaufende dritte Elektrode (12, 16, 16) und jeweils zwischen diesen vorhandene Dielektrikum (18, 20) (X2Y-Komponente (10)) umfasst, wobei die erste Elektrode mit einem der Anschlüsse und die zweite Elektrode mit dem anderen Anschluss und die dritte Elektrode mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Elektrode (12) bzw. dem mit diesem verbundenen Anschluss (24) und der zweiten Elektrode (14) bzw. dem mit diesem verbundenen Anschluss (26) zumindest ein Überspannungsschutz (36, 38) geschaltet ist.
Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der dritten Elektrode (12, 16) und der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode (14, 16) jeweils ein Überspannungsschutz (36, 38) geschaltet ist.
Elektromotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsschutz ein spannungsabhängiger Widerstand (Varistor) (36, 38) ist.
Elektromotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsschutz eine Suppressor-Diode ist.
Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörbauteil (40) in SMD-Technologie hergestellt ist.
Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörbauteil (40) mit Kunststoff umspritzt ist.