DE19904302A1

DE19904302A1 - Entstörglied für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE19904302A1
Application number: DE19904302A
Authority: DE
Inventors: Detlef Marth; Christine Mayer; Ingo Richter; Wolfgang Pfaff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-24
Also published as: TW456115B; AU3032000A; WO2000045499A1

Abstract

Es wird ein Entstörglied für einen Elektromotor (1) vorgeschlagen, das mindestens zwei parallel geschaltete Kondensatoren (C1, C2) enthält, die zwischen die Anschlussklemmen der Spannungsversorgung für den Elektromotor (1) geschaltet sind. Die jeweilige Kapazitätswerkte sind so gewählt, dass der Kondensator (C1) mit der größeren Kapazität unter Einbeziehung der Zuleitungsinduktivitäten und der internen Induktivität eine Resonanzfrequenz aufweist, die für eine Entstörung in einem unteren Frequenzbereich sorgt und der Kondensator (C2) mit der kleinen Kapazität unter Einbeziehung der Zuleitungsinduktivitäten und der internen Induktivität eine Resonanzfrequenz aufweist, die für eine Entstörung in einem oberen Frequenzbereich sorgt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Entstörglied für einen Elek tromotor, insbesondere für die Anwendung in einem Kraft fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist bereits aus der DE 27 59 081 A1 bekannt, dass in mindestens zwei zu entstörende Leitungen eines Drehstrom generators für ein Kraftfahrzeug ein Entstörglied einge baut wird. Das Entstörglied umfasst, neben einer in eine der Leitungen geschalteten Induktivität, der eine Kapazi tät parallelgeschaltet ist, eine weitere Induktivität, die jeweils mit einer weiteren Kapazität parallelgeschal tet ist. Dieses bekannte, in einem Metallgehäuse unterge brachte Entstörglied ist in spezieller Weise darauf aus gelegt, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Funkanlagen im sog. CB-Funkbereich, Störfrequenzen selektiv zu unter drücken, die im 27 MHz Band liegen.

Die in einem Kraftfahrzeug überwiegend verwendeten Kol lektormotoren, z. B. als Elektro-Kraftstoffpumpen, erzeu gen durch die Kommutierungsvorgänge am Kollektor-Bürsten- System Hochfrequenzstörungen, die den Funkempfang im Kraftfahrzeug jedoch in einem weitaus größeren Frequenz bereich stören können. Der hierbei zu schützende Rund funkbereich reicht vom Langwellenbereich ab 150 kHz bis zum Ultrakurzwellenbereich bis 108 MHz.

Vorteile der Erfindung

Das eingangs beschriebene Entstörglied für einen Elektro motor ist mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des Kenn zeichens des Hauptanspruchs dadurch weitergebildet, dass das Entstörglied in einer weitgehend kompakten Bauweise mit außen kontaktierbaren Anschlüssen in vorteilhafter Weise mindestens zwei parallel geschaltete Kondensatoren als sog. Kombi-Element enthält, die durch den Einsatz von nur einem Bauelement mit einer vereinfachten Montage an den Elektromotor geschaltet werden können.

Die Kapazitätswerte sind dabei so gewählt, dass der Kon densator mit der größeren Kapazität unter Einbeziehung der Zuleitungsinduktivitäten und der internen Induktivi tät eine Resonanzfrequenz aufweist, die für eine Entstö rung in einem unteren Frequenzbereich sorgt und der Kon densator mit der kleinen Kapazität unter Einbeziehung der Zuleitungsinduktivitäten und der internen Induktivität eine Resonanzfrequenz aufweist, die für eine Entstörung in einem oberen Frequenzbereich sorgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kapazitäts werte der beiden Kondensatoren mindestens um den Faktor 1000 verschieden, wobei der Kondensator mit der größeren Kapazität für eine Entstörung im Lang-, Mittel- und Kurz wellenbereich und der Kondensator mit der kleineren Kapa zität für eine Entstörung im Ultrakurzwellenbereich des Rundfunkempfangs sorgt.

Zur Erfüllung der Entstöranforderungen im unteren Fre quenzbereich der Lang-, Mittel- und Kurzwelle muss der ei ne Kondensator eine große Kapazität aufweisen. Die Ent störwirkung diese Kondensators ist jedoch frequenzabhän gig und wird von seiner Kapazität und den real immer vor handenen Induktivitäten bestimmt. Durch die unvermeidba ren Zuleitungsinduktivitäten der Beschaltung und die in terne Induktivität des Kondensators weist ein Kondensator mit großer Kapazität eine niedrige Resonanzfrequenz auf und wirkt daher für höhere Frequenzen nicht mehr. Zur op timalen Wirkung der Kondensatoren müssten die Zuleitungs induktivitäten des Kondensators durch sehr, kurze oder breite Anschlußleitungen minimiert werden.

Die Entstörung im Ultrakurzwellenbereich wird bisher im wesentlichen von den Längsinduktivitäten bestimmt; durch den meist stark begrenzten Bauraum kann die Entstörwir kung, die sog. Einfügungsdämpfung, dieser Drosseln jedoch nicht beliebig erhöht werden.

Das erfindungsgemäße Entstörglied lässt sich, z. B. für eine Elektrokraftstoffpumpe, in vorteilhafter Weise rea lisieren, wenn der Kondensator mit der größeren Kapazität eine Wert von ca. 2,2 µF und der Kondensator mit der kleineren Kapazität einen Wert von ca. 1 nF aufweist. Der Kondensator mit der größeren Kapazität kann dabei auch auf einfache Weise aus einer räumlich eng benachbarten Parallelschaltung zweier Kondensatoren annähernd gleicher Größe gebildet werden. Alle Kondensatoren können dabei räumlich eng benachbart in einem Kombi-Element vereinigt werden, das zwei äußere Anschlüsse aufweist.

Es ist aber auch möglich, zur besseren Abstimmung des Frequenzverhaltens und damit der Entstörwirkung insbeson dere für den höheren Frequenzbereich den Kondensator mit der kleineren Kapazität zur Bildung von zusätzlichen Lei tungsinduktivitäten an seinen internen Anschlussleitungen in einem vorgegebenen Abstand zum Kondensator mit der größeren Kapazität anzuordnen.

Insbesondere zur Entstörung von Kollektormotoren kleine rer Bauart, wie sie z. B. als Elektro-Kraftstoffpumpen für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, ist es vorteil haft wenn das Entstörglied im Pumpengehäuse der Elektro- Kraftstoffpumpe untergebracht ist und die Anschlüsse des Entstörglieds direkt zwischen die Plus-/Minuspole der An schlussklemmen der Spannungsversorgung vor den als Ent stördrosseln wirkenden Längsinduktivitäten zwischen dem Kommutator des Elektromotors und den Anschlußklemmen ge schaltet wird.

Durch den Einsatz von zwei oder mehreren Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität kann somit eine verbesserte Entstörung erreicht werden. Dabei werden die Kapazitäten so dimensioniert, dass sowohl im Langwellenbereich als auch im UKW-Bereich der Entstärgrad 5 nach CISPR 25 (CISPR = Comité international spécial des pertubation ra dioélectriques) unterschritten wird, was mit einer her kömmlicher Entstörung nicht erreicht werden konnte.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun gen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre ren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungs form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausfüh rungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ent störgliedes wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Entstörgliedes mit zwei Kondensatoren;

Fig. 2 ein Diagramm der Einfügedämpfung verschiede ner Kondensatoranordnungen in Abhängigkeit von der Frequenz und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung des Entstörgliedes in einer Elektro-Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild dargestellt, das ei nen Elektromotor 1 zeigt, der über Längsinduktivitäten L1 und L2 mit Anschlussklemmen 2 und 3 für die Spannungsver sorgung des Elektromotors 1 verbunden ist. Im Bereich der Anschlussklemmen 2 und 3 ist ein Kombi-Element 4 aus ei nem Kondensator C1, beispielsweise mit 2,2 µF, und aus einem Kondensator C2, beispielsweise mit 1 nF, direkt an die Zuleitungen oder die Anschlussklemmen 2 und 3 angelö tet oder geschweißt.

Die Kapazitätswerte der beiden Kondensatoren C1 und C2 sind dabei so bemessen, dass der Kondensator C1 mit der größeren Kapazität für eine Entstörung im Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich ab 150 kHz und der Kondensator C2 mit der kleineren Kapazität für eine Entstörung des Elek tromotors 1 im Ultrakurzwellenbereich bis 108 MHz des Rundfunkempfangs sorgt.

Aus Fig. 2 ist der Verlauf der sog. Einfügedämpfung S₂₁ (gemessen in dB) von den einzelnen Kondensatoren C1 und C2 und vom Kombi-Element 4 über der Frequenz (gemessen in MHz) zu entnehmen. Der Kondensator C1 weist dabei einen Verlauf 5, der Kondensator C2 einen Verlauf 6 und das Kombi-Element 4 einen Verlauf 7 der Einfügedämpfung S₂₁ auf. Es ist aus dem Verlauf 7 des Kombi-Elements 4 zu entnehmen, dass der Kondensator C2 hierbei eine Verbesse rung der Entstörwirkung in dem höheren Frequenzbereich bewirkt.

In Fig. 3 ist eine konstruktive Anordnung des Kombi- Elements 4 in einem Gehäuse 10 einer Elektro- Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug gezeigt. In einer entsprechenden Ausnehmung im Gehäuse 10 sind die An schlussklemmen 2 und 3 für den hier nicht sichtbaren Elektromotor 1 und die Längsinduktivitäten L1 und L2 an geordnet. Mit den Anschlussklemmen 2 und 3 ist das Kombi- Element 4 leitfähig verbunden, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Kondensator C1 aus zwei parallel geschalteten Einzelkondensatoren besteht und der relativ kleine Kondensator C2 außen angefügt ist. Der Kondensator C2 kann hier eng anliegen oder mit zusätzlichen Leitungs induktivitäten versehen sein. Das gesamte Entstörglied kann somit auf einfache Weise durch Anbringung nur eines Bauelements in das Gehäuse 10 des Elektromotors 1 inte griert werden.

Claims

1. Entstörglied für einen Elektromotor, das
in einer weitgehend kompakten Bauweise mit außen kontak tierbaren Anschlüssen aufgebaut ist und das in die Zulei tungen der Spannungsversorgung des Elektromotors (1) ein gefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Entstörglied mindestens zwei parallel geschaltete Kondensatoren (C1, C2) enthält, die zwischen die An schlussklemmen der Spannungsversorgung für den Elektromo tor (1) geschaltet sind, wobei
deren jeweiligen Kapazitätswerte so gewählt sind, dass der Kondensator (C1) mit der größeren Kapazität unter Einbeziehung der Zuleitungsinduktivitäten und der inter nen Induktivität eine Resonanzfrequenz aufweist, die für eine Entstörung in einem unteren Frequenzbereich sorgt und der Kondensator (C2) mit der kleinen Kapazität unter Einbeziehung der Zuleitungsinduktivitäten und der inter nen Induktivität eine Resonanzfrequenz aufweist, die für eine Entstörung in einem oberen Frequenzbereich sorgt.

2. Entstörglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätswerte mindestens ca. um den Faktor 1000 oder größer verschieden sind und der Kondensator (C1) mit der größeren Kapazität für eine Entstörung im Lang-, Mit tel- und Kurzwellenbereich und der Kondensator (C2) mit der kleineren Kapazität für eine Entstörung im Ultrakurz wellenbereich der Rundfunkübertragung sorgt.

3. Entstörglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (C1) mit der größeren Kapazität eine Wert von ca. 2,2 µF und der Kondensator (C2) mit der kleineren Kapazität einen Wert von ca. 1 nF aufweist.

4. Entstörglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (C1) mit der größeren Kapazität aus einer räumlich eng benachbarten Parallelschaltung zweier Kon densatoren annähernd gleicher Größe gebildet ist.

5. Entstörglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kondensatoren (C1, C2) räumlich eng benachbart in ei nem Kombi-Element (4) vereinigt sind, das zwei äußere An schlüsse aufweist.

6. Entstörglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (C2) mit der kleineren Kapazität zur Bil dung von zusätzlichen Leitungsinduktivitäten in einem vorgegebenen Abstand zum Kondensator (C1) mit der größe ren Kapazität angeordnet ist und alle Kondensatoren (C1, C2) in einem Kombi-Element (4) vereinigt sind, das zwei äußere Anschlüsse aufweist.

7. Entstörglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entstörglied in einem Pumpengehäuse (10) einer Elek tro-Kraftstoffpumpe für eine Kraftfahrzeug untergebracht ist und die Anschlüsse des Entstörglieds direkt an die Anschlussklemmen (2, 3) der Spannungsversorgung am Pumpen gehäuse (10) kontaktiert sind.

8. Entstörglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung durch Löten, Punktschweißen oder eine andere elektrisch leitfähige Verbindung erfolgt.