專利名稱：有刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有刷電機(jī)，尤其涉及如何消除有刷電機(jī)的火花。
背景技術(shù)：
有刷電機(jī)是一種內(nèi)含電刷裝置的將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(電動(dòng)機(jī))或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能(發(fā)電機(jī))的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。有刷電機(jī)具有啟動(dòng)快、制動(dòng)及時(shí)、控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)從而得到廣泛應(yīng)用。有刷電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子通常設(shè)磁極(繞組式或永磁式)和電刷，轉(zhuǎn)子通常設(shè)換向器和與換向器的換向片電連接的繞組，電刷電連接至電源并與換向器的換向片滑動(dòng)接觸以向繞組供電，繞組通電后，轉(zhuǎn)子上也形成磁場(chǎng)(磁極)，定子和轉(zhuǎn)子的·磁極之間有一個(gè)夾角，在定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互吸引下，使電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)有技術(shù)的使用刷片的有刷電機(jī)中，為了產(chǎn)生預(yù)壓力以確保刷片的接觸端與換向器的換向片接觸，刷片通常由具有彈性的導(dǎo)電材料制成。然而，此種刷片在與換向器滑動(dòng)接觸過程中易產(chǎn)生震動(dòng)，在震動(dòng)過程中，刷片的接觸端易與換向器的換向片產(chǎn)生二次接觸(二次換向)，從而產(chǎn)生不可控電磁干擾。本實(shí)用新型旨在提供一種可有效抑制不可控電磁干擾的有刷電機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種有刷電機(jī)，包括換向器和刷片，所述換向器包括若干沿周向分布的換向片，所述刷片由具有彈性的導(dǎo)電材料制成，包括電連接至直流電源的固定端和用于與換向器的換向片滑動(dòng)接觸的自由端，所述刷片自由端設(shè)有電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于刷片自由端的弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)朝遠(yuǎn)離換向器的方向彎曲。優(yōu)選地，所述弧形結(jié)構(gòu)的曲率半徑與換向器半徑之比大于O. 2小于5。優(yōu)選地，所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于刷片自由端的高阻材料層，所述刷片自由端包括用于與換向器滑動(dòng)接觸的接觸區(qū)，所述高電阻材料層分布于接觸區(qū)周緣。優(yōu)選地，所述電機(jī)還包括一濾波電路，所述濾波電路包括若干接地電容，每一刷片與地之間設(shè)有至少兩接地電容。本實(shí)用新型的電機(jī)由于采用了電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)，不可控電磁干擾得到有效抑制，電磁干擾波形中的尖峰/毛刺明顯減少/消除；濾波電路未采用磁珠，從而可大大降低生產(chǎn)成本。為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。

圖I是本實(shí)用新型一實(shí)施例的有刷電機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖；[0014]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的有刷電機(jī)的換向裝置的沿其軸向看的平面示意圖；圖3A是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的有刷電機(jī)的換向裝置的沿其軸向看的平面示意圖；圖3B是圖3A中的刷片的平面示意圖；圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例的有刷電機(jī)的濾波電路圖；圖5A與圖5B分別為本實(shí)用新型的電機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)的電磁干擾波形檢測(cè)圖。
具體實(shí)施方式
·[0019]
以下結(jié)合附圖，通過對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見?？梢岳斫?，附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為便于清晰描述，而并不限定比例關(guān)系。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的有刷電機(jī)包括定子I、轉(zhuǎn)子2及換向裝置。定子I與轉(zhuǎn)子2其中之一設(shè)磁極3，其中之另一設(shè)換向器10及與換向器的換向片電連接的繞組4，電刷電連接至電源并與換向器10的換向片12(見圖2)滑動(dòng)接觸以向繞組供電，繞組4通電后，在定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用下，電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的有刷電機(jī)的換向裝置的沿其軸向看的平面示意圖。所述換向裝置，包括換向器10和用于與換向器10滑動(dòng)接觸的兩刷片30。所述換向器10包括若干沿周向分布的換向片12。在本實(shí)施例中，所述換向器10為柱狀換向器，換向片12設(shè)置于外圓柱面，所述刷片30設(shè)置于換向器10的周邊兩相對(duì)側(cè)，用于與換向片12滑動(dòng)接觸。所述兩刷片30分別連接至直流電源的正負(fù)端，每一刷片30的一端32為固定端且連接至直流電源，另一端34為自由端(也叫接觸端)，可繞固定端32擺動(dòng)。所述刷片30由具有彈性的導(dǎo)電材料如鈹銅制成。工作時(shí)，所述刷片30處于彈性變形狀態(tài)下，彈性變形產(chǎn)生的變形力促使刷片30自由端34始終保持與換向片12滑動(dòng)接觸。為了防止在換向器10轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，所述刷片30的接觸端34由于震動(dòng)而與換向片12 二次電接觸從而產(chǎn)生不可控電磁干擾，所述刷片30上設(shè)有通過抑制刷片30與換向片12之間的二次電接觸從而抑制產(chǎn)生不可控電磁干擾的電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參閱圖2，依本實(shí)用新型第一實(shí)施例，所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)為設(shè)置于刷片30自由端34的弧形結(jié)構(gòu)36，所述弧形結(jié)構(gòu)36朝遠(yuǎn)離換向器10的方向彎曲(弧形結(jié)構(gòu)36的圓心遠(yuǎn)離換向器10)，從而可增大所述弧形結(jié)構(gòu)36中除正常接觸區(qū)(離換向器中心最近的區(qū))以外其他部分與換向器10的距離，從而避免換向過程中由于刷片30震動(dòng)而與換向片12 二次電接觸。理論上，所述弧形結(jié)構(gòu)36的曲率半徑越小越好，但考慮到生產(chǎn)等其他方面的因素，所述弧形結(jié)構(gòu)36的曲率半徑與換向器10半徑之比的優(yōu)選范圍為大于O. 2而小于5。請(qǐng)參閱圖3A和圖3B，依本實(shí)用新型第二實(shí)施例，所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)為設(shè)置于刷片30自由端34的靠近換向片12 —側(cè)的高電阻材料層38 (包括絕緣材料)，所述刷片30自由端34包括一用于與換向器10滑動(dòng)接觸的接觸區(qū)35，高電阻材料層38分布于接觸區(qū)35周緣，高電阻材料層38的電阻遠(yuǎn)大于接觸區(qū)35的電阻。高電阻材料層38的設(shè)置，可減小刷片因?yàn)檎饎?dòng)而使得接觸區(qū)35的周緣地區(qū)與換向器10 二次接觸時(shí)的導(dǎo)通電流，從而起到抑制不可控電磁干擾的作用。優(yōu)選地，所述有刷電機(jī)還包括一濾波電路，所述濾波電路包括若干接地電容52，在本實(shí)施例中，所述刷片30包括用于與直流電源的正極相連的正刷片30a和用于與直流電源的負(fù)極相連的負(fù)刷片30b，每一刷片與地之間設(shè)有兩相互并聯(lián)的接地電容52，用于過濾共模干擾，所述兩接地電容52中其中一電容的電容值為I IOOnF,另一電容的電容值為10 100pF。優(yōu)選地，所述其中一電容的電容值為8 12nF，另一電容的電容值為65 70pF。在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)電容只有在共振頻率下才具有較好的過濾效果。本實(shí)用新型設(shè)置I個(gè)以上的接地電容，以使得在較寬的頻率下所述濾波電路具有較好的過濾效果。本實(shí)施例中的有刷電機(jī)的濾波電路采用純電容結(jié)構(gòu)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中采用磁珠(bead)加電容構(gòu)成的濾波電路，可極大地降低成本?？梢岳斫獾?，每一刷片30與地之間也可以設(shè)兩個(gè)以上的接地電容52。所述兩刷片30之間設(shè)線電容54，用于過濾差模干擾。所述線電容的電容值O. 47 20uF。優(yōu)選地，所述線電容54的電容值8 12uF。圖5A與圖5B分別為本實(shí)用新型的電機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)的電磁干擾波形圖。圖5A所示的本實(shí)用新型的電機(jī)采用了圖2所示的帶彎曲結(jié)構(gòu)36的刷片30和圖4所示的濾波電路。圖5B所示的現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)采用未帶彎曲結(jié)構(gòu)的直刷片和常規(guī)濾波電路(采用磁珠加電容)。從兩圖對(duì)比可以看出，兩者都符合要求(噪音值皆在標(biāo)準(zhǔn)線以下)，本實(shí)用新型的電機(jī)由于采用了帶彎曲結(jié)構(gòu)36的刷片30，電磁干擾波形中的尖峰/毛刺明顯減少/消除?？梢岳斫獾?，所述刷片30的自由端34也可同時(shí)設(shè)置弧形結(jié)構(gòu)36和高電阻材料層38。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種有刷電機(jī),包括換向器和刷片，所述換向器包括若干沿周向分布的換向片，所述刷片由具有彈性的導(dǎo)電材料制成，包括電連接至直流電源的固定端和用于與換向器的換向片滑動(dòng)接觸的自由端，其特征在于所述刷片自由端設(shè)有電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于刷片自由端的弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)朝遠(yuǎn)離換向器的方向彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述弧形結(jié)構(gòu)的曲率半徑與換向器半徑之比大于O. 2小于5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于刷片自由端的高阻材料層，所述刷片自由端包括用于與換向片滑動(dòng)接觸的接觸區(qū)，所述高電阻材料層分布于接觸區(qū)周緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于刷片自由端的高阻材料層，所述刷片自由端包括用于與換向器滑動(dòng)接觸的接觸區(qū)，所述高電阻材料層分布于接觸區(qū)周緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)還包括一濾波電路，所述濾波電路包括若干接地電容，每一刷片與地之間設(shè)有至少兩相互并聯(lián)的接地電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述濾波電路為純電容濾波電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述至少兩接地電容中其中一電容的電容值為I IOOnF,另一電容的電容值為10 100pF。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述刷片包括用于與直流電源的正極相連的正刷片和用于與直流電源的負(fù)極相連的負(fù)刷片，所述正刷片與負(fù)刷片之間設(shè)線電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有刷電機(jī)，其特征在于所述線電容的電容值O.47 20uF。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種有刷電機(jī)，包括換向器和刷片，所述換向器包括若干沿周向分布的換向片，所述刷片由具有彈性的導(dǎo)電材料制成，包括電連接至直流電源的固定端和用于與換向器的換向片滑動(dòng)接觸的自由端，所述刷片自由端設(shè)有電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)。所述電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)可以為設(shè)置于刷片自由端的弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)朝遠(yuǎn)離換向器的方向彎曲。所述電機(jī)還包括一純電容濾波電路，所述電路包括若干接地電容，每一刷片與地之間設(shè)有至少兩接地電容。本實(shí)用新型的電機(jī)由于采用了電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)，不可控電磁干擾得到有效抑制，電磁干擾波形中的尖峰/毛刺明顯減少/消除；濾波電路未采用磁珠，從而可大大降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H02K23/66GK202737713SQ201220375619
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者李童杰, 羅慶斌, 孫國(guó)偉, 陳瑩, 鐘慧婷 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司