專利名稱：低電磁騷擾直流電機的制作方法
技術領域：
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。
背景技術：
隨著汽車電器設備的不斷增加，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)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。即設備或系統(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。目前，汽車上感性設備眾多，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。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)的電磁兼容設計的步驟包括元器件選擇、電路選擇、濾波技術應用、 電路布局和系統(tǒng)布局規(guī)劃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，而提供一種能對電磁進行過濾、減少電磁騷 擾的低電磁騷擾直流電機。本發(fā)明目的通過如下技術方案實現(xiàn)一種低電磁騷擾直流電機，包括減速箱組件、 電機本體組件、線路板組件，所述線路板組件的電刷的工作面具有倒角結構，且該電刷位置 與線路板組件的電路底板中心相比而呈偏心排布；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 到對電磁進行過濾、減少電磁騷擾的效果。采用本發(fā)明后，采用倒角偏心的電刷結構及其真空浸吸油的工藝，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備產(chǎn)生干擾。


下面結合附圖與實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。圖1為本發(fā)明低電磁騷擾直流電機的結構示意圖。圖2為本發(fā)明的電刷結構示意圖。圖3為圖2的側(cè)視圖。圖4為圖2的仰視圖。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。圖6為本發(fā)明的線路板組件及其安裝的結構示意圖。圖7為本發(fā)明的電機接線原理圖。
具體實施例方式參照附圖可知，本發(fā)明低電磁騷擾直流電機，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構，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；所述線路板組件23包括高速電容2(C1)電感I(Ll)組 件、低速電容7 (C4)電感10(L2)組件，在高速電容2 (Cl)、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。如圖2至圖5所示，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構(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γ。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構設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，降低電機的傳導和幅射發(fā)射的 電磁騷擾。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1 (Li)、高速電容7、8、9 (C4、C5、C6)、高速電感10 (L2)、 保護器11 (S，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，刮水器開關控制電機高速、低速、回位等工作。將 所述低速電感1 (Li)、電容2 (Cl)、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 (L2)、電容7 (C4)、電容8 (C5)、 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)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，可能干擾其它設備正常工作， 由于電刷采用倒角偏心安裝設計，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。本發(fā)明在汽車雨刮電機特定的條件下，根據(jù)允許的結構和空間條件下進行濾波技 術應用、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)并接地的設計處理，減少電磁騷擾，達到最佳效果。以下采用公式計算方法初選電感電容值，濾波器構成元器件電感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 = Ζ/(2π Xfc)，C = 1/ (2 π Xfc X Ζ)其中Ζ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。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Lff為0. 15-0. 30MHz ；中波Mff為0. 53-2. OMHz ； 短波 SW 為 5. 9-6. 2MHz ；甚高波 VHW 為(30-54)，(70-87)，(87-108) MHz ；超高波 UHW 為 (144-172)，(420-512)，(800-1000)MHz0取其各段中間值，確定各波段的fc計算值長波 Lff為0. 225MHz ；中波MW為1. 27MHz ；短波Sff為6. 05MHz ；甚高波VHW為72. 7MHz ；超高波 UHW 為 508MHz。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，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“關于電源輸入端寬帶傳導騷擾限極四級的要求及關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。
權利要求
一種低電磁騷擾直流電機，包括減速箱組件(21)、電機本體組件(22)、線路板組件(23)，其特征在于所述線路板組件(23)的電刷的工作面具有倒角結構，且該電刷位置與線路板組件(23)的電路底板(12)中心相比而呈偏心排布；所述線路板組件(23)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，從而達到對電磁進行過濾、減少電磁騷擾的效果。
2.根據(jù)權利要求1所述的低電磁騷擾直流電機，其特征在于在高速電容(2)上再并 聯(lián)居中值的電容(3)、再并聯(lián)居低值的電容(4)；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)權利要求1所述的低電磁騷擾直流電機，其特征在于所述電刷工作面具有圓 弧(R)，該圓弧(R)的中心與電刷寬度的中心線偏移距離為E，放置電刷的刷握固定在電路 底板上，刷握孔中心與電路底板中心偏移距離也為E。
4.根據(jù)權利要求2所述的低電磁騷擾直流電機，其特征在于所述線路板組件(23)的 電刷由低速電刷(5)、高速電刷(6)、公用電刷(15)組成，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)、低速電感(1)、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(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。
5.根據(jù)權利要求2或4所述的低電磁騷擾直流電機，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(C1、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。
6.根據(jù)權利要求5所述的低電磁騷擾直流電機，其特征在于所述低速電感(1)、電容 (2)、電容(3)、電容(4)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(8)、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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低電磁騷擾直流電機，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(23)的電刷的工作面具有倒角結構，且該電刷位置與線路板組件的電路底板(12)中心相比而呈偏心排布；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，從而達到對電磁進行過濾、減少電磁騷擾的效果。本發(fā)明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備產(chǎn)生干擾。
文檔編號H02K11/00GK101969252SQ20101050325
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日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