專利名稱：電磁兼容性直流電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電磁兼容性直流電機技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種直流電機，特別是涉及一種汽車上使用的直流(雨刮)電機。
技術(shù)背景[0002]隨著汽車電器設(shè)備的不斷增加，在提升汽車性能的同時，各汽車電器系統(tǒng)間的 電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，簡稱EMC)也成了日益突出的問題。按照國 標GB/T 4365-1995的規(guī)定，電磁兼容性EMC的定義為設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能 正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。即設(shè)備或系統(tǒng)在共 同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能，不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其它設(shè)備的電 磁干擾發(fā)射，導致或遭受不允許的降級，也不會使同一電磁環(huán)境中的其它設(shè)備，因受其 電磁騷擾發(fā)射而導致或遭受不允許的降級。電磁兼容性作為汽車電器可靠性參數(shù)日益受 到重視。[0003]目前，汽車上感性設(shè)備眾多，所用電機數(shù)量也很多，有雨刮電機等感性負載， 這些感性負載在工作時會對其它的設(shè)備產(chǎn)生干擾。如汽車雨刮電機等感性負載，在工作 切換(換向)或開關(guān)時會產(chǎn)生瞬變電壓而對電路產(chǎn)生干擾，其大多以高幅值負脈沖及隨后 的低幅值正向脈沖出現(xiàn)，最高峰值可達-300V，持續(xù)時間達300ms左右，這種瞬變脈沖 具有浪涌特性，同時具有豐富的諧波，可能干擾電子控制模塊正常工作，導致電子器件 的邏輯錯誤或敏感器件的損壞。[0004]電磁干擾的傳播有兩種基本方式傳導和輻射。由上述分析可知，傳導按其 耦合機理可分為電阻性耦合、電容性耦合與電感性耦合；輻射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波 的形式傳播，干擾能量按電磁場的規(guī)律向周圍空間發(fā)射，進而對周圍設(shè)備形成干擾。因 此，對于汽車電器抗干擾措施可以采取的方式為一方面要減少騷擾發(fā)生及切斷騷擾傳 播通路，采用選擇濾波器，抑制干擾信號的傳遞；另一方面要提高電器設(shè)備的抵抗干擾 能力，選擇抗干擾能力較強的元器件，同時要對汽車電路中的敏感設(shè)備與器件進行相對 有效的屏蔽保護。在汽車電器工程實踐中要改善電磁兼容性采取的系統(tǒng)方法為減少騷 擾發(fā)生、濾波、屏蔽、搭鐵和布線。電路和分系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計的步驟包括元器件 選擇、電路選擇、濾波技術(shù)應用、電路布局和系統(tǒng)布局規(guī)劃。發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，而提供一種能減少電磁騷擾的電磁兼容性 直流電機。[0006]本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種電磁兼容性直流電機，包括減速箱組 件、電機本體組件、線路板組件，所述線路板組件包括高速電容電感組件、低速電容電 感組件，在高速、低速電容上再分別并聯(lián)若干電容并進行接地處理，從而達到減少電磁 騷擾的效果。[0007]采用本發(fā)明后，在線路板組件中采用電感電容(L-3C)電磁過濾的1個電感串聯(lián)和若干(3個不同電容量)電容并聯(lián)并接地的設(shè)計處理，減少直流電機電磁騷擾，明顯提 高電機產(chǎn)品的質(zhì)量，特別可作為汽車雨刮電機使用，以在工作時降低對汽車上其它設(shè)備 產(chǎn)生干擾。
[0008]
以下結(jié)合附圖與實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。[0009]圖1為本發(fā)明電磁兼容性直流電機的結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖2為本發(fā)明的電刷結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]圖3為圖2的側(cè)視圖。[0012]圖4為圖2的仰視圖。[0013]圖5為本發(fā)明的電刷及刷握在電路底板上的安裝示意圖。[0014]圖6為本發(fā)明的線路板組件及其安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖7為本發(fā)明的電機接線原理圖。
具體實施方式
[0016]參照附圖可知，本發(fā)明電磁兼容性直流電機，包括減速箱組件21、電機本體組 件22(包含機殼)、線路板組件23，所述線路板組件23包括高速電容2 (Cl)電感1 (Li) 組件、低速電容7(C4)電感10(1^)組件，在高速電容2(C1)、低速電容7(C4)上再分別 并聯(lián)若干電容(即C2、C3為一組；C5、C6為另一組)并進行接地處理，從而達到對電 磁進行過濾、減少電磁騷擾的效果。也就是說，與高速電容值相比，在高速電容2(C1) 上再并聯(lián)居中值的電容3(C2)、再并聯(lián)居低值的電容4(C3)；與低速電容值相比，在低速 電容7(C4)上再并聯(lián)居中值的電容8(C5)、再并聯(lián)居低值的電容9 (C6)。電路底板12為 印制式電路底板。[0017]如圖2至圖5所示，所述線路板組件23的電刷(由低速電刷5、高速電刷6、 公用電刷15組成)的工作面具有倒角結(jié)構(gòu)，且該電刷及刷握位置與線路板組件23的電 路底板12中心相比而呈偏心排布。本發(fā)明的電刷的基本尺寸(寬X高X長)分別為 AXBXC，其工作面具有倒角結(jié)構(gòu)(即電刷工作面具有圓弧R，該圓弧R的中心與電刷寬 度的中心線偏移距離為E)，其工作面與垂直平面的夾角為Y。放置電刷的刷握鉚合固定 在電路底板上，刷握孔中心與電路底板中心偏移距離也為E，即電刷及刷握位置與線路板 組件23的電路底板12中心相比而呈偏心排布。電刷采用倒角偏心的結(jié)構(gòu)設(shè)計及真空浸 吸油的工藝(即采用不絕緣低摩擦系數(shù)油脂，通過真空浸吸油設(shè)備對電刷進行真空浸吸 油，達到電刷工作時低磨擦、低磨損、低火花)，達到電刷工作時低磨損、低火花，對電 磁進行過濾，降低電機的傳導和幅射發(fā)射的電磁騷擾。[0018]如圖6、圖7所示，所述線路板組件23由低速電刷5、高速電刷6、公用電刷 15、低速電容 2、3、4(C1、C2、C3)、低速電感 I(Ll)、高速電容 7、8、9(C4、C5、 C6)、高速電感10(L2)、保護器11 ，根據(jù)需要可選用)以及電路底板12、刷握16組 成，電路底板12通過若干螺釘14裝在減速箱組件21的箱體上，低速電刷5、高速電刷 6、公用電刷15均與電機本體組件22的換向器13接觸安裝。該電機接線原理圖由電機 本體、線路板組件、刮水器開關(guān)及汽車電源等組成，電機本體內(nèi)的M為電樞(其鐵芯與繞組固定在蝸桿電樞軸上)，R為回位定位器(分別安裝在減速箱組件的箱蓋及斜齒輪 上)，S為保護器，Ll為低速電感、L2為高速電感，Cl、C2、C3均為低速電容，C4、 C5、C6均為高速電容，有關(guān)保護器、電感、電容均安裝在電路底板12上，所述低速電感 I(Ll)與低速線路串聯(lián)、高速電感10 (L2)與高速線路串聯(lián)，一組電容2、3、4(C1、C2、 C3)經(jīng)并聯(lián)后再與低速線路電聯(lián)接，另一組電容7、8、9(C4、C5、C6)經(jīng)并聯(lián)后再與高 速線路電聯(lián)接，并對上述電容均進行接地處理。圖7中所示高速、低速、回位、電源(+) 與接地(_)等為電機輸出插頭的接線，刮水器開關(guān)控制電機高速、低速、回位等工作。 將所述低速電感1(L1)、電容2(C1)、電容3(C2)、電容4(C3)及低速電刷5按照圖6所 示位置安裝在電路底板12的低速部件區(qū)域，然后將所述高速電感10(1^)、電容7(C4)、 電容8((: 、電容9(C6)及高速電刷6按照圖6所示位置安裝在電路底板12的高速部件 區(qū)域。當電機工作時，換向器13按圖6所示方向旋轉(zhuǎn)，有關(guān)電刷在彈簧壓力作用下，緊 貼換向器表面，達到電樞電流換向目的，即當?shù)退匐娝?與公用電刷15接通電源時， 電機低速運轉(zhuǎn)；當高速電刷6與公用電刷15接通電源時，電機高速運轉(zhuǎn)。[0019]作為感性負載的汽車雨刮電機，當電機工作時，換向器和電樞繞組一起旋轉(zhuǎn)， 電刷在彈簧壓力作用下，緊貼換向器表面，達到電樞電流換向目的，但在工作切換時會 產(chǎn)生瞬變電壓，這種瞬變脈沖具有浪涌特性，同時具有豐富的諧波，可能干擾其它設(shè)備 正常工作，由于電刷采用倒角偏心安裝設(shè)計，使電刷在刷握中產(chǎn)生側(cè)壓力的分力，該側(cè) 壓力對電刷產(chǎn)生摩擦力阻尼，阻止電刷在換向器上跳動，減少火花，改善瞬變脈沖。另 在設(shè)計制造時，保證換向器表面對電樞軸旋轉(zhuǎn)中心的跳動不大于0.008，及換向器表面粗 糙度Ra值不大于0.4 μ m，更有助于減少火花，改善瞬變脈沖。[0020]本發(fā)明在汽車雨刮電機特定的條件下，根據(jù)允許的結(jié)構(gòu)和空間條件下進行濾 波技術(shù)應用、元器件選擇、電路選擇、電路布局和系統(tǒng)布局規(guī)劃，確定在電路中采用 L-3C(即電機高、低速每個電路上選用1個電感L對應3個不同電容量的電容的聯(lián)接)過 濾的電感串聯(lián)和電容并聯(lián)并接地的設(shè)計處理，減少電磁騷擾，達到最佳效果。[0021]以下采用公式計算方法初選電感電容值，濾波器構(gòu)成元器件電感L、電容C值的 確定，要滿足電路對噪聲頻率插入損耗要求，可按下式近似計算L = Z/(2 π Xfc)，C =1/(27 XfcXZ)[0022]其中Z為噪聲扼流圈阻抗、濾波器輸入或輸出阻抗，fc為無線電頻率；電感 L、電容C值計算只能是近似的。[0023]上述公式中，波長按國家標準GB 18655-2002《用于保護車載接收機的無 線電騷擾特性的限值和測量方法》規(guī)定長波LW為0.15-0.30ΜΡ ζ;中波MW為 0.53-2.0ΜΗζ ；短波 SW 為 5.9_6.2ΜΗζ ；甚高波 VHW 為(30-54)，(70-87)，(87-108) MHz ；超高波 UHW 為(144-172)，(420-512), (800-1000)MHz。取其各段中間值， 確定各波段的fc計算值長波LW為0.225MHz ；中波MW為1.27MHz ；短波SW為 6.05MHz ；甚高波 VHW 為 72.7MHz ；超高波 UHW 為 508MHz。[0024]最后由傳導和輻射的騷擾特性測試優(yōu)化確定。電磁干擾的傳播有兩種基本方 式傳導和輻射。采用上述公式計算方法初選電感電容值，作為參考值，采用多個不同 容量的電感L及3個不同電容量的電容，根據(jù)測量儀器測量《關(guān)于電源輸入端寬帶傳導 騷擾限值》和《零部件寬帶輻射騷擾限值》，進行多次測量和比較，確定最佳電感L及3個不同電容量的(即相比而言分別為居高值、居中值和居低值)電容值。 采用該項發(fā)明技術(shù)，電機低電磁騷擾達到國標GB 18655-2002《用于保護車載 接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法》中“關(guān)于電源輸入端寬帶傳導騷擾限極四 級的要求及關(guān)于零部件輻射限極三級的要求”。本發(fā)明可應用于汽車上配套的各種永磁 式直流電機中，特別是各種型號的雨刮電機。
權(quán)利要求1.一種電磁兼容性直流電機，包括減速箱組件01)、電機本體組件0幻、線路板組 件0；3)，其特征在于所述線路板組件包括高速電容電感組件、低速電容電感組 件，在高速電容O)、低速電容(7)上再分別并聯(lián)若干電容并進行接地處理，從而達到對 電磁進行過濾、減少電磁騷擾的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁兼容性直流電機，其特征在于在高速電容( 上再并 聯(lián)居中值的電容(3)、再并聯(lián)居低值的電容；在低速電容(7)上再并聯(lián)居中值的電容 (8)、再并聯(lián)居低值的電容(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁兼容性直流電機，其特征在于所述線路板組件03) 的電刷由低速電刷(5)、高速電刷(6)、公用電刷(15)組成，所述線路板組件03)由低 速電刷(5)、高速電刷(6)、公用電刷(15)、低速電容0、3、4)、低速電感⑴、高速電 容(7、8、9)、高速電感(10)以及電路底板(12)、刷握(16)組成，電路底板(12)通過 若干螺釘(14)裝在減速箱組件的箱體上，低速電刷(5)、高速電刷(6)、公用電刷 (15)均與電機本體組件02)的換向器(13)接觸安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁兼容性直流電機，其特征在于所述低速電感(Li)與 低速線路串聯(lián)、高速電感(L2)與高速線路串聯(lián)，一組電容(Cl、C2、C3)經(jīng)并聯(lián)后再與 低速線路電聯(lián)接，另一組電容(C4、C5、C6)經(jīng)并聯(lián)后再與高速線路電聯(lián)接，并對上述 電容均進行接地處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁兼容性直流電機，其特征在于所述低速電感(1)、電 容0)、電容(3)、電容⑷及低速電刷(5)安裝在電路底板(12)的低速部件區(qū)域，所述 高速電感(10)、電容(7)、電容⑶、電容(9)及高速電刷(6)安裝在電路底板(12)的高 速部件區(qū)域。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁兼容性直流電機，包括減速箱組件(21)、電機本體組件(22)、線路板組件(23)，所述線路板組件包括高速電容電感組件、低速電容電感組件，在高速電容(2)、低速電容(7)上再分別并聯(lián)若干電容并進行接地處理，從而達到減少電磁騷擾的效果。本實用新型減少了直流電機電磁騷擾，明顯提高電機產(chǎn)品的質(zhì)量，特別可作為汽車雨刮電機使用，以在工作時降低對汽車上其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。
文檔編號H02K11/00GK201813266SQ20102055670
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者劉憶, 徐正宥, 王上勝 申請人:浙江勝華波電器股份有限公司