專利名稱：電磁兼容性直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電磁兼容性直流電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)，特別是涉及一種汽車(chē)上使用的直流(雨刮)電機(jī)。
技術(shù)背景[0002]隨著汽車(chē)電器設(shè)備的不斷增加，在提升汽車(chē)性能的同時(shí)，各汽車(chē)電器系統(tǒng)間的 電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，簡(jiǎn)稱EMC)也成了日益突出的問(wèn)題。按照國(guó) 標(biāo)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(duì)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(huì)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(dǎo)致或遭受不允許的降級(jí)，也不會(huì)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(dǎo)致或遭受不允許的降級(jí)。電磁兼容性作為汽車(chē)電器可靠性參數(shù)日益受 到重視。[0003]目前，汽車(chē)上感性設(shè)備眾多，所用電機(jī)數(shù)量也很多，有雨刮電機(jī)等感性負(fù)載， 這些感性負(fù)載在工作時(shí)會(huì)對(duì)其它的設(shè)備產(chǎn)生干擾。如汽車(chē)雨刮電機(jī)等感性負(fù)載，在工作 切換(換向)或開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬變電壓而對(duì)電路產(chǎn)生干擾，其大多以高幅值負(fù)脈沖及隨后 的低幅值正向脈沖出現(xiàn)，最高峰值可達(dá)-300V，持續(xù)時(shí)間達(dá)300ms左右，這種瞬變脈沖 具有浪涌特性，同時(shí)具有豐富的諧波，可能干擾電子控制模塊正常工作，導(dǎo)致電子器件 的邏輯錯(cuò)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(dǎo)和輻射。由上述分析可知，傳導(dǎo)按其 耦合機(jī)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(guò)介質(zhì)以電磁波 的形式傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周?chē)臻g發(fā)射，進(jìn)而對(duì)周?chē)O(shè)備形成干擾。因 此，對(duì)于汽車(chē)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(hào)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(qiáng)的元器件，同時(shí)要對(duì)汽車(chē)電路中的敏感設(shè)備與器件進(jìn)行相對(duì) 有效的屏蔽保護(hù)。在汽車(chē)電器工程實(shí)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(jì)的步驟包括元器件 選擇、電路選擇、濾波技術(shù)應(yīng)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(jī)。[0006]本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種電磁兼容性直流電機(jī)，包括減速箱組 件、電機(jī)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(jìn)行接地處理，從而達(dá)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(guò)濾的1個(gè)電感串聯(lián)和若干(3個(gè)不同電容量)電容并聯(lián)并接地的設(shè)計(jì)處理，減少直流電機(jī)電磁騷擾，明顯提 高電機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量，特別可作為汽車(chē)雨刮電機(jī)使用，以在工作時(shí)降低對(duì)汽車(chē)上其它設(shè)備 產(chǎn)生干擾。


[0008]
以下結(jié)合附圖與實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[0009]圖1為本發(fā)明電磁兼容性直流電機(jī)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(jī)接線原理圖。
具體實(shí)施方式
[0016]參照附圖可知，本發(fā)明電磁兼容性直流電機(jī)，包括減速箱組件21、電機(jī)本體組 件22(包含機(jī)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(jìn)行接地處理，從而達(dá)到對(duì)電 磁進(jìn)行過(guò)濾、減少電磁騷擾的效果。也就是說(shuō)，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(zhǎng))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(jì)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(guò)真空浸吸油設(shè)備對(duì)電刷進(jìn)行真空浸吸 油，達(dá)到電刷工作時(shí)低磨擦、低磨損、低火花)，達(dá)到電刷工作時(shí)低磨損、低火花，對(duì)電 磁進(jìn)行過(guò)濾，降低電機(jī)的傳導(dǎo)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(hù)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(guò)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(jī)本體組件22的換向器13接觸安裝。該電機(jī)接線原理圖由電機(jī) 本體、線路板組件、刮水器開(kāi)關(guān)及汽車(chē)電源等組成，電機(jī)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(hù)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(hù)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(duì)上述電容均進(jìn)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(jī)輸出插頭的接線，刮水器開(kāi)關(guān)控制電機(jī)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?qǐng)D6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?qǐng)D6所示位置安裝在電路底板12的高速部件 區(qū)域。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，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(dá)到電樞電流換向目的，即當(dāng)?shù)退匐娝?與公用電刷15接通電源時(shí)， 電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)高速電刷6與公用電刷15接通電源時(shí)，電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。[0019]作為感性負(fù)載的汽車(chē)雨刮電機(jī)，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，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(dá)到電樞電流換向目的，但在工作切換時(shí)會(huì) 產(chǎn)生瞬變電壓，這種瞬變脈沖具有浪涌特性，同時(shí)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(jì)，使電刷在刷握中產(chǎn)生側(cè)壓力的分力，該側(cè) 壓力對(duì)電刷產(chǎn)生摩擦力阻尼，阻止電刷在換向器上跳動(dòng)，減少火花，改善瞬變脈沖。另 在設(shè)計(jì)制造時(shí)，保證換向器表面對(duì)電樞軸旋轉(zhuǎn)中心的跳動(dòng)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(chē)雨刮電機(jī)特定的條件下，根據(jù)允許的結(jié)構(gòu)和空間條件下進(jìn)行濾 波技術(shù)應(yīng)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(jī)高、低速每個(gè)電路上選用1個(gè)電感L對(duì)應(yīng)3個(gè)不同電容量的電容的聯(lián)接)過(guò) 濾的電感串聯(lián)和電容并聯(lián)并接地的設(shè)計(jì)處理，減少電磁騷擾，達(dá)到最佳效果。[0021]以下采用公式計(jì)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(duì)噪聲頻率插入損耗要求，可按下式近似計(jì)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(wú)線電頻率；電感 L、電容C值計(jì)算只能是近似的。[0023]上述公式中，波長(zhǎng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18655-2002《用于保護(hù)車(chē)載接收機(jī)的無(wú) 線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》規(guī)定長(zhǎng)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(jì)算值長(zhǎng)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(dǎo)和輻射的騷擾特性測(cè)試優(yōu)化確定。電磁干擾的傳播有兩種基本方 式傳導(dǎo)和輻射。采用上述公式計(jì)算方法初選電感電容值，作為參考值，采用多個(gè)不同 容量的電感L及3個(gè)不同電容量的電容，根據(jù)測(cè)量?jī)x器測(cè)量《關(guān)于電源輸入端寬帶傳導(dǎo) 騷擾限值》和《零部件寬帶輻射騷擾限值》，進(jìn)行多次測(cè)量和比較，確定最佳電感L及3個(gè)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(xiàng)發(fā)明技術(shù)，電機(jī)低電磁騷擾達(dá)到國(guó)標(biāo)GB 18655-2002《用于保護(hù)車(chē)載 接收機(jī)的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》中“關(guān)于電源輸入端寬帶傳導(dǎo)騷擾限極四 級(jí)的要求及關(guān)于零部件輻射限極三級(jí)的要求”。本發(fā)明可應(yīng)用于汽車(chē)上配套的各種永磁 式直流電機(jī)中，特別是各種型號(hào)的雨刮電機(jī)。
權(quán)利要求1.一種電磁兼容性直流電機(jī)，包括減速箱組件01)、電機(jī)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(jìn)行接地處理，從而達(dá)到對(duì) 電磁進(jìn)行過(guò)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(jī)，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(jī)，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(guò) 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(jī)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(jī)，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(duì)上述 電容均進(jìn)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(jī)，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(shí)用新型公開(kāi)了一種電磁兼容性直流電機(jī)，包括減速箱組件(21)、電機(jī)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(jìn)行接地處理，從而達(dá)到減少電磁騷擾的效果。本實(shí)用新型減少了直流電機(jī)電磁騷擾，明顯提高電機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量，特別可作為汽車(chē)雨刮電機(jī)使用，以在工作時(shí)降低對(duì)汽車(chē)上其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。
文檔編號(hào)H02K11/00GK201813266SQ20102055670
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:浙江勝華波電器股份有限公司