DE102013224458A1 - Entstörfilter für einen Gleichstrommotor und Gleichstrommotor - Google Patents

Entstörfilter für einen Gleichstrommotor und Gleichstrommotor Download PDF

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DE102013224458A1
DE102013224458A1 DE102013224458.4A DE102013224458A DE102013224458A1 DE 102013224458 A1 DE102013224458 A1 DE 102013224458A1 DE 102013224458 A DE102013224458 A DE 102013224458A DE 102013224458 A1 DE102013224458 A1 DE 102013224458A1
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Claus Schmiederer
Suhas Jawale
Marcel Gorges
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entstörfilter für einen Gleichstrommotor, der zwei jeweils in einer Zuleitung angeordnete Drosseln und einen zwischen den Zuleitungen angeordneten Cx-Kondensator umfasst, sowie einen zwischen einer der beiden Zuleitungen und Masse angeordneten Cy-Kondensator, wobei die Impedanzen der Drosseln, des Cx-Kondensators und/oder des Cy-Kondensators so dimensioniert sind, dass ein hochfrequenter Störstrom, der in der anderen der beiden Zuleitungen fließt, über den Cx-Kondensator und den Cy-Kondensator abfließt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Gleichstrommotor mit dem Entstörfilter.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor mit einem Entstörfilter.
  • Bei elektrischen Kommutatormaschinen entstehen Gasentladungen zwischen den Kommutatorlamellen und den die Kommutatorlamellen überstreichenden Bürsten, insbesondere beim Übergang einer Bürste von einer auf die nächste Kommutatorlamelle, die sich in Stromspitzen äußern und hochfrequente Störemissionen verursachen. Auch schnelle Stromänderungen, beispielsweise bei Ein- und Ausschaltvorgängen elektrischer Verbraucher, verursachen im Bereich eines sehr breiten Frequenzbandes elektromagnetische Oberwellen.
  • Um Störemissionen zu verringern, wird neben der Abschirmung der Störquellen die Entstehung solcher Störungen durch eine Begrenzung des Stromanstiegs reduziert. Oder es werden Entstörfilter vorgesehen, die die Signale auf den Zuleitungen von und zur Störquelle filtern. Solche Entstörfilter sind üblicherweise aus Widerständen, Kondensatoren und/oder Drosseln aufgebaut.
  • Bei den Störemissionen unterscheidet man Gegentaktstörungen und Gleichtaktstörungen. Als Gegentaktstörungen werden hochfrequente Spannungen zwischen den Adern der Netzleitungen bezeichnet, als Gleichtaktstörungen gegen Erde wirkende Funkstörspannungen.
  • Einen Gleichstrommotor 2 mit einem herkömmlichen Entstörfilter 1 zeigt die 1. Herkömmliche Entstörfilter 1 umfassen zwei in den Zuleitungen 31, 32 angeordnete Entstördrosseln 11, 12, die den Stromanstieg bei Schaltvorgängen begrenzen, und einen Cx-Kondensator 13, der zwischen den Zuleitungen 31, 32 (Plus-/Minus-Anschluss) angeordnet ist, und der als Kurzschluss für die hochfrequenten Störströme dient. Mit einem solchen Entstörfilter 1 wird die Gegentaktstörung gedämpft. Jedoch wirkt ein solches Filter wegen Resonanzeffekten der Drosseln 11, 12 und der parasitären Kapazität des Gleichstrommotors 2, dessen Gehäuse nicht auf Nullpotential liegt, nur bis etwa 8–10 MHz. Eine breitbandige Entstörung erfordert hingegen eine Vollentstörung mit einem Entstörfilter 1, das zudem zwei Cy-Kondensatoren 14, 15 umfasst. Die Cy-Kondensatoren 14, 15 sind jeweils zwischen einer der beiden Zuleitungen 31, 32 und Masse M vorgesehen und dämpfen die Gleichtaktstörungen. Sie wirken als Kurzschlüsse für hochfrequente Störströme. Als Masse für die Cy-Kondensatoren dient dabei zumeist das Gehäuse des Gleichstrommotors 1, insbesondere der Poltopf des Gleichstrommotors.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gleichstrommotor mit einem kostengünstigen, breitbandig wirkenden Entstörfilter, insbesondere aus bedrahteten Bauteilen, zu schaffen, das in dem begrenzten Raum des Bürstenhalters des Gleichstrommotors anordbar ist. Das Entstörfilter soll eine leitungsgebundene Störabstrahlung im Frequenzbereich von 150kHz–110MHz dämpfen, und daher eine Vollentstörung bewirken.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Entstörfilter gemäß den Patentansprüchen 1 und 5 sowie einen Gleichstrommotor gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Dafür wird ein Entstörfilter für einen Gleichstrommotor geschaffen, das zwei jeweils in einer Zuleitung angeordnete Drosseln und einen zwischen den Zuleitungen angeordneten Cx-Kondensator umfasst, sowie einen zwischen einer der beiden Zuleitungen und einer Masse angeordneten Cy-Kondensator. Das Entstörfilter zeichnet sich dadurch aus, dass die Impedanzen der Drosseln, des Cx-Kondensators und/oder des Cy-Kondensators so dimensioniert sind, dass ein hochfrequenter Störstrom, der in der anderen der beiden Zuleitungen fließt, über den Cx-Kondensator und den Cy-Kondensator zur Masse abfließt.
  • Als hochfrequenter Störstrom wird dabei ein Störstrom im Frequenzbereich von 150kHz–110MHz, insbesondere von 30MHz–110MHz, bezeichnet.
  • Das erfindungsgemäße Entstörfilter umfasst genau einen Cy-Kondensator. Bei diesem Entstörfilter entfällt somit der herkömmlich an die andere der beiden Zuleitungen angeschlossene Cy-Kondensator. Dennoch sind die Bauteile des Entstörfilters so dimensioniert, dass das Entstörfilter eine Vollentstörung, insbesondere im Frequenzbereich von zumindest 150kHz–110MHz, ermöglicht.
  • Aufgrund des entfallenen Cy-Kondensators und der daher reduzierten Anzahl der Entstörbauteile treten weniger Eigenresonanzen auf. Ein Bürstenträger für einen Gleichstrommotor mit diesem Entstörfilter ist aufgrund der geringeren Bauteilezahl zudem kompakter herstellbar, leichter an die Bauraumverhältnisse anpassbar, und die Kosten und der Fertigungsaufwand für das Entstörfilter sind verringert.
  • Das Entstörfilter ist bevorzugt aus leitungsgebundenen Entstörbauteilen gefertigt und eignet sich daher zur Dämpfung einer leitungsgebundenen Störabstrahlung. Besonders bevorzugt sind der Cx-Kondensator, der Cy-Kondensator und/oder die Drosseln als bedrahtete Bauteile ausgebildet. Es ist aber auch eine Fertigung aus SMD-Bauteilen (Surface Mounted Device) bevorzugt.
  • Bevorzugt sind die Impedanzen der beiden Drosseln gleich. In Bezug auf eine Gegentaktstörung ist das Entstörfilter dieser Ausführungsform somit symmetrisch aufgebaut.
  • Damit der über die andere der beiden Zuleitungen fließende hochfrequente Störstrom über den Cx-Kondensator und den Cy-Kondensator zur Masse abfließt, ist es bevorzugt, dass eine Gesamtimpedanz dieser Kondensatoren des Entstörfilters, die sich aus der Addition der Impedanz des Cx-Kondensators und des Cy-Kondensators ergibt, kleiner als die Impedanz der Drosseln ist: ZCx + ZCy1 << ZL
  • Dabei ist es bevorzugt, dass parasitäre Induktivitäten elektrischer Verbindungsleitungen des Entstörfilters bei in der anderen der beiden Zuleitungen fließendem hochfrequentem Störstrom klein, besonders bevorzugt vernachlässigbar klein sind. Als parasitäre Induktivitäten sind hier induktive Anteile der Leitungsimpedanz der elektrischen Verbindungsleitungen bezeichnet. Die elektrischen Verbindungsleitungen sind bevorzugt die des Strompfades, über die der hochfrequente Störstrom zur Masse abfließt. Sie umfassen daher die andere der beiden Zuleitungen sowie die elektrischen Verbindungsleitungen zum Cx-Kondensator, zum Cy-Kondensator und zur Masse.
  • Dafür ist es weiterhin bevorzugt, dass die elektrischen Verbindungsleitungen des Entstörfilters, insbesondere in dem Strompfad, über den der hochfrequente Störstrom zur Masse abfließt, kurz ausgebildet sind. Dadurch werden die parasitären Induktivitäten verringert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist außerdem bei dem in der anderen der beiden Zuleitungen fließenden hochfrequenten Störstrom der induktive Anteil der Impedanz des Cx-Kondensators kleiner als oder gleich dem des Cy-Kondensators. Es ist aber besonders bevorzugt, dass der induktive Anteil der Impedanz des Cx-Kondensators erheblich kleiner als der des Cy-Kondensators ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform, die die Aufgabe ebenfalls löst, wird ein Entstörfilter für einen Gleichstrommotor geschaffen, der die beiden in den Zuleitungen angeordneten Drosseln umfasst, die die gleiche Impedanz aufweisen, und der den zwischen den Zuleitungen angeordneten Cx-Kondensator, sowie den zwischen der einen der beiden Zuleitungen und der Masse angeordneten Cy-Kondensator umfasst. Das Entstörfilter dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Gesamtimpedanz des Cx-Kondensators und des Cy-Kondensators kleiner als eine Impedanz der Drosseln ist, wobei bei einem in der anderen der beiden Zuleitungen fließenden hochfrequenten Störstrom ein induktiver Anteil der Impedanz des Cx-Kondensators kleiner als ein induktiver Anteil der Impedanz des Cy-Kondensators ist, so dass der hochfrequente Störstrom über den Cx-Kondensator und den Cy-Kondensator zur Masse abfließt.
  • Auch bei dem Entstörfilter dieser Ausführungsform ist als hochfrequenter Störstrom ein Störstrom im Frequenzbereich von 150kHz–110MHz, insbesondere von 30MHz–110MHz, bezeichnet.
  • Auch dieses erfindungsgemäße Entstörfilter umfasst genau den einen Cy-Kondensator, so dass der herkömmlich an die andere der beiden Zuleitungen angeschlossene Cy-Kondensator entfällt. Dadurch treten auch bei diesem Entstörfilter weniger Eigenresonanzen auf. Ein Bürstenträger für einen Gleichstrommotor mit diesem Entstörfilter ist aufgrund der geringeren Bauteilezahl zudem ebenfalls kompakter herstellbar, leichter an die Bauraumverhältnisse anpassbar, und die Kosten und der Fertigungsaufwand für das Entstörfilter sind verringert.
  • Es ist bevorzugt, dass auch dieses Entstörfilter aus leitungsgebundenen Entstörbauteilen gefertigt ist.
  • Die Folgenden Ausführungen gelten für beide Ausführungsformen des Entstörfilters.
  • Weiterhin bevorzugt ist die Gesamtimpedanz dieser Kondensatoren etwa gleich der Impedanz des bei herkömmlichen Entstörfiltern an die andere der beiden Zuleitungen angeschlossenen zweiten Cy-Kondensators, oder kleiner: ZCx + ZCy1 ≤ ZCy2
  • Besonders bevorzugt sind ein induktiver Anteil einer Impedanz des Cx-Kondensators und/oder ein induktiver Anteil einer Impedanz des Cy-Kondensators bei dem in der anderen der beiden Zuleitungen fließenden hochfrequenten Störstrom kleiner als der induktive Anteil der Impedanz der Drosseln.
  • Ganz besonders bevorzugt ist der induktive Anteil der Gesamtimpedanz der Kondensatoren des Entstörfilters bei dem in der anderen der beiden Zuleitungen fließenden hochfrequenten Störstrom kleiner als der induktive Anteil der Impedanz der Drosseln.
  • Die Induktivität der Drosseln beträgt bevorzugt etwa 50nH–20µH, besonders bevorzugt etwa 1µH–7µH. Die Kapazität des Cx-Kondensators beträgt bevorzugt etwa 400pF–10µF, besonders bevorzugt etwa 680pF–3µF. Die Kapazität des Cy-Kondensators beträgt bevorzugt etwa 1–50nF, besonders bevorzugt etwa 8–12nF.
  • Die eine Zuleitung ist dabei entweder eine an einen Plus-Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossene Zuleitung, wobei die andere der beiden Zuleitungen eine an einen Minus-Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossene Zuleitung ist, oder umgekehrt. Die Auswahl, an welche der beiden Zuleitungen der Cy-Kondensator angeschlossen ist, ist bevorzugt durch die Bauraumverhältnisse im Bürstenträger bestimmt. Für die Zuleitungen wird bevorzugt ein Stanzgitter verwendet. Dabei ist es bevorzugt, dass eine Impedanz des Stanzgitters, insbesondere ein induktiver Anteil der Impedanz des Stanzgitters, bei über das Stanzgitter fließendem hochfrequentem Störstrom, vernachlässigbar klein ist.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Gleichstrommotor (DC-Motor, direct current), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem solchen Entstörfilter. Aufgrund des entfallenen Cy-Kondensators und der daher reduzierten Anzahl der Entstörbauteile sind die Kosten und der Fertigungsaufwand für den Gleichstrommotor verringert.
  • Das Entstörfilter ist bevorzugt im Bereich des Bürstenträgers oder am Bürstenträger angeordnet. Der Bürstenträger des Gleichstrommotors ist aufgrund der geringeren Bauteilezahl kompakter herstellbar und leichter an die Bauraumverhältnisse des Gleichstrommotors und/oder die Einbauverhältnisse anpassbar.
  • Der Gleichstrommotor weist daher die zwei jeweils in einer der beiden Zuleitungen zum Gleichstrommotor angeordneten Drosseln und den zwischen den Zuleitungen angeordneten Cx-Kondensator auf, die die Gegentaktstörung dämpfen. Und anstelle von zwei Cy-Kondensatoren weist der Entstörfilter des Gleichstrommotors nur einen Cy-Kondensator auf. Dieser Cy-Kondensator ist zwischen einer ersten der beiden Zuleitungen des Gleichstrommotors und einer Masse angeordnet. Dabei ist es bevorzugt, dass als Masse, an die der Cy-Kondensator angeschlossen ist, das Gehäuse, insbesondere der Poltopf des Gleichstrommotors, genutzt wird. Im Folgenden wird diese Masse als schwebende Masse bezeichnet.
  • Die Impedanzen der Drosseln, des Cx-Kondensators und/oder des Cy-Kondensators des Entstörfilters dieses Gleichstrommotors, insbesondere ihre induktiven Anteile, sind dabei so dimensioniert, dass ein hochfrequenter Störstrom, der in der anderen der beiden Zuleitungen fließt, an die kein Cy-Kondensator angeschlossen ist, über den Cx-Kondensator und den Cy-Kondensator zur schwebenden Masse abfließt. Bei diesem Entstörfilter werden die Gleichtaktstörungen daher über den einen Cy-Kondensator und den Cx-Kondensator gedämpft.
  • Im Folgenden wird die Erfindung durch Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
  • 1 zeigt einen Gleichstrommotor mit einem herkömmlichen Entstörfilter, das zur Vollentstörung von Störemissionen vorgesehen ist;
  • 2 zeigt in (a) einen Gleichstrommotor mit einer ersten Ausführungsform eines Entstörfilters und in (b) den Gleichstrommotor mit einer zweiten Ausführungsform des Entstörfilters; und
  • 3 zeigt beispielhaft Frequenzgänge einer Störemission einer Gleichtaktstörung mit verschiedenen Entstörfiltern.
  • 1 zeigt das oben bereits beschriebene herkömmliche Entstörfilter 1.
  • In die Schaltung ist ein erster Störstrom S1 einer Gegentaktstörung schematisch eingezeichnet. Der erste Störstrom S1 fließt über den Weg der niedrigsten Impedanz ab. Da der Cx-Kondensator 13 für hohe Frequenzen einen Kurzschluss darstellt, fließt der erste Störstrom S1 der Gegentaktstörung vom Gleichstrommotor 2 aus über die in der ersten Zuleitung 31 angeordnete Drossel 11, über den Cx-Kondensator 13, über die in der zweiten Zuleitung 32 angeordnete Drossel 12, und zurück zum Gleichstrommotor 2. Bei der hier gezeigten Schaltung weisen die Drosseln eine gleiche Impedanz auf.
  • Ein in der ersten Zuleitung 31 fließender zweiter Störstrom S2 einer Gleichtaktstörung fließt vom Gleichstrommotor 2 über die in der ersten Zuleitung 31 angeordnete erste Drossel 11 und den ersten Cy-Kondensator 14 zur Masse M ab.
  • Ein in der zweiten Zuleitung 32 fließender dritter Störstrom S3 einer Gleichtaktstörung fließt vom Gleichstrommotor 2 über die in der zweiten Zuleitung 32 angeordnete zweite Drossel 12 und den zweiten Cy-Kondensator 15 zur Masse M ab.
  • 2 zeigt in (a) einen Gleichstrommotor 2 mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entstörfilters 1. Bei dieser Ausführungsform entfällt der mit der zweiten Zuleitung 32 verbundene zweite Cy-Kondensator 15. Die eine Zuleitung 31, an der der eine Cy-Kondensator 14 des erfindungsgemäßen Entstörfilters 1 angeschlossen ist, ist hier daher die PLUS-Leitung einer Gleichspannungsquelle (nicht dargestellt). Der in der anderen der beiden Zuleitungen 32 fließende Störstrom ist hier im Folgenden als dritter Störstrom S3 bezeichnet. Ansonsten entspricht das Entstörfilter 1 dem der 1.
  • Sichtbar ist, dass der über die zweite Zuleitung 32, das ist die MINUS-Zuleitung, fließende dritte Störstrom S3 hier in einem dritten Strompfad fließt, der von der zweiten Zuleitung 32 über den Cx-Kondensator 13 zur ersten Zuleitung 31 und von dort über den ersten Cy-Kondensator 14 zur Masse M hin führt. Der dritte Störstrom S3 fließt daher von der zweiten Zuleitung 32 über diesen dritten Strompfad zur Masse M hin ab.
  • Bei dem Gleichstrommotor 2 mit der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entstörfilters 1 der 2 (b) ist der mit der ersten Zuleitung 31 verbundene erste Cy-Kondensator 14 entfallen. Die eine Zuleitung 32, an der der eine Cy-Kondensator 15 des erfindungsgemäßen Entstörfilters 1 angeschlossen ist, ist hier daher die MINUS-Leitung der Gleichspannungsquelle. Der in der anderen der beiden Zuleitungen 31 fließende Störstrom ist hier im Folgenden als zweiter Störstrom S2 bezeichnet. Ansonsten entspricht das Entstörfilter 1 dem der 1.
  • Sichtbar ist, dass der über die erste Zuleitung 31, das ist die PLUS-Zuleitung, fließende zweite Störstrom S2 hier in einem zweiten Strompfad fließt, der von der ersten Zuleitung 31 über den Cx-Kondensator 13 zur zweiten Zuleitung 32 und von dort über den zweiten Cy-Kondensator 15 zur Masse M hin führt. Der zweite Störstrom S2 fließt daher von der ersten Zuleitung 31 über diesen zweiten Strompfad zur Masse M hin ab.
  • Damit der zweite Störstrom S2 des Entstörfilters 1 der 2(b) oder der dritte Störstrom S3 des Entstörfilters 1 der 2(a) über den Cx-Kondensator 13 und den einen Cy-Kondensator 14, 15 zur Masse M hin abfließt, wird die Gesamtimpedanz ZCx + ZCy1 dieser Kondensatoren 13, 14 des Entstörfilters 1 klein gegenüber der Impedanz ZL der Drosseln 11, 12 gewählt.
  • Zudem werden der Cx-Kondensator 13 und der Cy-Kondensator 14 (2(a)), 15 (2(b)) so dimensioniert, dass ein induktiver Anteil LCx der Impedanz ZCx des Cx-Kondensators 13 bei einem in der anderen der beiden Zuleitungen 32 (2(a)), 31 (2(b)) fließenden hochfrequenten Störstrom S2, S3 kleiner als oder gleich einem induktiven Anteil LCy1 einer Impedanz ZCy1 des Cy-Kondensators 14, 15 ist. Bevorzugt wird der induktive Anteil LCx der Impedanz ZCx des Cx-Kondensators 13 kleiner oder sogar erheblich kleiner als der induktive Anteil LCy1 einer Impedanz ZCy1 des Cy-Kondensators 14, 15 gewählt.
  • Bevorzugt werden der Cx-Kondensator 13 und der Cy-Kondensator 14 (2(a)), 15 (2(b)) weiterhin so dimensioniert, dass ihre induktiven Anteile LCx, LCy bei dem sie durchfließenden hochfrequenten Störstrom S2, S3 klein sind gegenüber dem der Induktivität LL der Drosseln 11, 12.
  • Zudem werden parasitäre Induktivitäten durch Verkürzen von elektrischen Verbindungsleitungen, insbesondere von den elektrischen Verbindungsleitungen in dem zweiten Strompfad des Entstörfilters 1 der 2 (b) oder dem dritten Strompfad des Entstörfilters 1 der 2 (c), verringert. Vorzugsweise werden die parasitären Induktivitäten so verringert, dass sie vernachlässigbar sind.
  • Dadurch ist trotz des fehlenden zweiten Cy-Kondensators mit dem erfindungsgemäßen Entstörfilter 1 eine Vollentstörung im Frequenzbereich von 150kHz–110MHz, insbesondere von 30MHz–110MHz, erzielbar.
  • 3 zeigt beispielhaft drei Frequenzgänge D1–D3 einer nach der internationalen Norm CISPR 25 Edition 3 (Comité international spécial des perturbations radioélectriques) gemessenen, leitungsgebundenen Störspannung (CEV – conducted emission voltage). Diese Störspannung ist ein Maß für die Dämpfung der Gleichtaktstörung und Gegentaktstörung bei einem Gleichstrommotor 2.
  • Der erste Frequenzgang D1 zeigt den Betrag der Störsspannung der Gleichtaktstörung bei dem Gleichstrommotor 2 der 1 mit herkömmlichem Entstörfilter 1 in Abhängigkeit von der Frequenz. Der zweite Frequenzgang D2 zeigt den Betrag der Störspannung der Gleichtaktstörung einer Schaltung, die der der 2(a) entspricht, wobei jedoch die Impedanzen ZCx, ZCy1 des Cx- und des Cy-Kondensators 13, 14 der Schaltung dieses Frequenzganges D2 sowie die parasitären Induktivitäten nicht optimiert sind. Und der dritte Frequenzgang D3 zeigt den Betrag der Störspannung der Gleichtaktstörung mit dem erfindungsgemäßen Entstörfilter 1 der 2 (a), wobei der Cx-Kondensator 13, der Cy-Kondensator 14 und die Leitungsimpedanzen der elektrischen Verbindungsleitungen in den den Störstrom S2, S3 führenden Strompfaden optimiert sind. Dargestellt sind jeweils die Beträge der Störspannung in dbV gegenüber der Frequenz f in Hz.
  • Die Impedanzen Z der Cx- und Cy-Kondensatoren 1315 weisen einen kapazitiven und einen induktiven Anteil auf, so dass sie mit Z = 1/jωC + jωL darstellbar sind, mit C als kapazitivem und L als induktivem Anteil.
  • Das herkömmliche Entstörfilter 1 (s. 1), mit dem der erste Frequenzgang D1 gemessen wurde, weist Drosseln 11, 12 mit einer Impedanz ZL auf, deren Induktivität LL 1,5 µH beträgt. Die Impedanz ZCx des Cx-Kondensators 13 weist einen kapazitiven Anteil CCx von 2,2 µF und einen induktiven Anteil LCx von 6nH auf. Und die beiden Cy-Kondensatoren 14, 15 weisen eine Impedanz ZCy mit einem kapazitiven Anteil CCy von 10nF und einem induktiven Anteil LCy von 6nH auf.
  • Bei dem Entstörfilter 1, mit dem der zweite Frequenzgang D2 gemessen wurde, weisen die Drosseln 11, 12 eine Impedanz ZL auf, deren Induktivität LL 1,5 µH beträgt. Die Impedanz ZCx des Cx-Kondensators 13 weist einen kapazitiven Anteil CCx von 2,2 µF und einen induktiven Anteil LCx von 6nH auf. Und der verbliebene Cy-Kondensator 14 weist eine Impedanz ZCy1 mit einem kapazitiven Anteil CCy1 von 10nF und einem induktiven Anteil LCy1 von 6nH auf. Dieser zweite Frequenzgang D2 zeigt trotz des entfallenen Cy-Kondensators bis etwa 4MHz eine Annäherung an den ersten Frequenzgang D1. Ab etwa 10MHz, insbesondere ab 30MHz, beträgt die Differenz zwischen den Störspannungen U (D1), U(D2) jedoch mehr als 10dB und ist daher unzureichend.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Entstörfilter 1, mit dem der dritte, weiter optimierte Frequenzgang D3 gemessen wurde, weisen die Drosseln 11, 12 eine Impedanz ZL auf, deren Induktivität LL 1,5 µH beträgt. Die Impedanz ZCx des Cx-Kondensators 13 weist einen kapazitiven Anteil CCx von 2,2 µF und einen optimierten induktiven Anteil LCx von 2nH auf. Und der verbliebene Cy-Kondensator 14 weist eine Impedanz ZCy1 mit einem kapazitiven Anteil CCy1 von 10nF und einem induktiven Anteil LCy1 von 2nH auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind daher die induktiven Anteile LCx, LCy1 der Impedanzen ZCx, ZCy1 des Cx- und des Cy-Kondensators 13, 14 optimiert.
  • Sichtbar ist, dass durch die weitere Optimierung der Impedanzen ZCx, ZCy1 des Cx-Kondensators 13 und/oder des Cy-Kondensators 14 des erfindungsgemäßen Entstörfilters 1 mit diesem eine sehr gute Annäherung an die mit einer herkömmlichen Vollentstörung erzielbare Dämpfung der Störemission der Gleichtaktstörung möglich ist, insbesondere in einem Frequenzbereich größer als 30MHz.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm CISPR 25 Edition 3 [0049]

Claims (11)

  1. Entstörfilter (1) für einen Gleichstrommotor (2), der zwei jeweils in einer Zuleitung (31, 32) angeordnete Drosseln (11, 12) und einen zwischen den Zuleitungen (31, 32) angeordneten Cx-Kondensator (13) umfasst, sowie einen zwischen einer der beiden Zuleitungen (31) und einer Masse (M) angeordneten Cy-Kondensator (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzen der Drosseln (11, 12), des Cx-Kondensators (13) und/oder des Cy-Kondensators (14) so dimensioniert sind, dass ein hochfrequenter Störstrom (S2), der in der anderen der beiden Zuleitungen (32) fließt, über den Cx-Kondensator (13) und den Cy-Kondensator (14) zur Masse (M) abfließt.
  2. Entstörfilter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzen der beiden Drosseln gleich sind.
  3. Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtimpedanz (ZCx + ZCy1) der Kondensatoren (13, 14) des Entstörfilters (1) kleiner als die Impedanz (ZL) der Drosseln (11, 12) ist.
  4. Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein induktiver Anteil (LCx) einer Impedanz (ZCx) des Cx-Kondensators (13) bei dem in der anderen der beiden Zuleitungen (32) fließenden hochfrequenten Störstrom (S2) kleiner als ein induktiver Anteil (LCy1) einer Impedanz (ZCy1) des Cy-Kondensators (14) ist.
  5. Entstörfilter (1) für einen Gleichstrommotor (2), insbesondere nach Anspruch 2, der zwei jeweils in einer Zuleitung (31, 32) angeordnete Drosseln (11, 12) mit gleicher Impedanz (ZL) und einen zwischen den Zuleitungen (31, 32) angeordneten Cx-Kondensator (13) umfasst, sowie einen zwischen einer der beiden Zuleitungen (31) und einer Masse (M) angeordneten Cy-Kondensator (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz (ZL) der Drosseln (11, 12) größer als eine Gesamtimpedanz (ZCx + ZCy1) des Cx-Kondensators (13) und des Cy-Kondensators (14) ist, wobei ein induktiver Anteil (LCx) der Impedanz (ZCx) des Cx-Kondensators (13) bei einem in der anderen der beiden Zuleitungen (32) fließenden hochfrequenten Störstrom (S2) kleiner als oder gleich einem induktiven Anteil (LCy1) einer Impedanz (ZCy1) des Cy-Kondensators (14) ist, so dass der hochfrequente Störstrom (S2) über den Cx-Kondensator (13) und den Cy-Kondensator (14) zur Masse (M) abfließt
  6. Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der induktive Anteil (LCx) der Impedanz (ZCx) des Cx-Kondensators (13) und/oder der induktive Anteil (LCy1) der Impedanz (ZCy1) des Cy-Kondensators (14) bei einem in der anderen der beiden Zuleitungen (32) fließenden hochfrequenten Störstrom (S2) kleiner als der induktive Anteil (LL) der Impedanz (ZL) der Drosseln (11, 12) ist.
  7. Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein induktiver Anteil (LCx + LCy1) der Gesamtimpedanz (ZCx + ZCy1) der Kondensatoren (13, 14) des Entstörfilters (1) bei einem in der anderen der beiden Zuleitungen (32) fließenden hochfrequenten Störstrom (S2) kleiner als ein induktiver Anteil (LL) der Impedanz (ZL) der Drosseln (11, 12) ist.
  8. Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Cx-Kondensator, der Cy-Kondensator und/oder die Drosseln als bedrahtete Bauteile ausgebildet sind.
  9. Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuleitung (31) entweder an einen Plus-Pol (+) einer Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, wobei die zweite Zuleitung (32) an einen Minus-Pol (–) der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, oder umgekehrt.
  10. Gleichstrommotor (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Entstörfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
  11. Gleichstrommotor (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörfilter (1) im Bereich des Bürstenträgers oder am Bürstenträger angeordnet ist.
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