CN102160265B - 六极的直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种六极的直流电机，尤其用于汽车的直流电动机，其具有优选永磁激励的定子（16）、可旋转地支承在极靴（12）中的转子（20）以及用于保持电刷（26）和优选其它组件（30、31；32）的电刷架（28），所述转子具有波形绕组（23）和整流器（24）。与完全装备不同，所述电刷装置具有少于六个的电刷（26），所述电刷在整流器（24）的圆周上以相互间大致60°的角度间距进行布置。由此，一方面明显降低了转子电流波、扭矩波动以及噪音辐射，并且另一方面在电刷架上提供了用于安置抗干扰组件（30、31；32）的自由空间。

Description

六极的直流电机

技术领域

本发明涉及一种六极的直流电机，尤其用于汽车中的六极的直流电动机，该直流电机具有优选永磁激励的定子以及带有波形绕组的可旋转地支承在极靴中的转子。原则上这种电机是已知的，例如用作汽车的起动机。

背景技术

此外，由专利申请文件EP0359603A公开了一种具有通过四个电刷供给的转子绕组的六极的直流电机，其相同极性的电刷以优选120°的角度进行布置，而具有不同势能的电刷围成优选60°的角度。在此，两个电刷分别在整流器上沿直径方向对置，从而虽然布置了四个电刷，但是对于转子绕组来说只获得了两个转向时间点。

发明内容

具有独立权利要求所述特征的按本发明的六极的直流电机具有以下优点，即在原则上已经降低电机的结构尺寸时通过六极的实施能够在缩小电刷装置的同时降低电机的成本，其中通过电刷的特别的布置在提高电机寿命的同时明显降低了电动机电流波和力矩波以及由此产生的激发噪声和电磁干扰。

特别有利的是，所述电机的整流器具有偶数的整流片，其数量尤其相当于转子槽的数量的两倍。

在此，通过将电刷数量降低到具有仅仅两个电刷的装置上，获得了关于制造成本和节省结构空间方面最大的优势。用按本发明的三个或者四个电刷的装置以及由此实现将转子电流的转向时间点提高到三，能够用比较小的额外花费在同样相对于电刷装置的完全装备明显降低的成本以及较小的位置需求时进一步降低电动机电流波，并且在装备有六个电刷时几乎适应电动机电流的尽可能小的波。电刷数量以及其横截面的减少必须相应地考虑电刷的电流载荷。

在结构方面有利的是，所述电刷架在大约180°的扇形段中具有四个用于容纳电刷筒的支架，其根据应用情况可选择地装备有两个、三个或者四个电刷。由此能够用电刷架的唯一的实施方式适应各个结构尺寸的电流载荷的电刷装备，并且如此降低用于制造电机的零件多样性。在此，优选所有电刷布置在电刷架的第一扇形段中并且所需要的电的抗干扰机构布置在该扇形段的外部，其中已经抗干扰的电连接在电刷架的由电刷占据的扇形段的外面延伸并且如此避免干扰重新散布到已经抗干扰的线路中。

在转子的结构方面有利的是，该转子构造有十个单个齿21并且转子绕组构造成单齿绕组。由此，人们获得了转子铁的良好的利用以及电机的效率改善。

本发明的其它细节和设计方案从权利要求以及对本发明的实施例所作的描述中获得。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。

其中：

图1是按本发明的直流电机的剖视图，

图2是经由两个电刷通电的转子连同配属的电流特性曲线的示意图，

图3是经由三个电刷通电的转子连同配属的电流特性曲线的示意图，

图4是经由四个电刷通电的转子连同配属的电流特性曲线的示意图，并且

图5是按本发明的电机的装备有三个电刷和抗干扰组件的电刷架的视图。

具体实施方式

在图1中用10表示六极的直流电机，该直流电机在该实施方式中作为用于汽车冷却风扇的驱动马达。该电机具有锅状的极靴12，该极靴通过轴承盖14在一侧关闭。在所述极靴12的内部，定子16由六个永磁体18构成，所述永磁体以已知的方式固定在极靴12上。所述电机的具有单个齿21的转子20位于轴22上，该轴一方面可旋转地支承在极靴12中并且另一方面可旋转地支承在轴承盖14中。

此外，在所述转子轴22上布置了具有整流片25和槽27的整流器24，通过电刷26向该整流器输入用于波形绕组23的单齿绕组的励磁电流。

所述电刷26以及其它组件尤其电机的所需要的抗干扰机构保持在电刷架28上。在马达的抗干扰机构中，在图1中可以看出两个抗干扰节流阀30、31之一以及电容器32。通过固定法兰34将电刷架28锁定在极靴12中，该固定法兰在电刷架的整个圆周上延伸并且在电机的完成装配的状态下夹在极靴12和轴承盖14之间。根据附图详细地解释电刷架28的结构以及电刷的布置，在所述附图中为相同的部件使用相同的附图标记。

图2到4以示意图示出了按本发明的直流电机的电刷架28连同电刷26和整流器24。在所有三个实施方式中，所述电刷26在+/-5°的误差范围内以相互间分别大约60°的角度间距进行布置。在图2中经由两个电刷、在图3中经由三个电刷并且在图4中经由四个电刷向整流器24输入电流。所述电刷26分别具有宽度b，该宽度略微窄于整流片1到20的表面宽度。所有三个实施方式在十个转子齿21时分别具有相同数量的二十个整流片25。按本发明，所述电刷数量分别小于在六极的具有波形绕组的直流电机中在完全装备时存在的六个电刷的数量，然而其中电波和由此引起的力矩波以及形成的激发噪声明显小于在具有两个或者四个电刷的六极的电机的已知装备时的电波和力矩波以及噪音，所述电刷在整流器上沿直径方向相互对置。

在转子绕组中的电流曲线同样示意性地在图2、3和4的电刷装置右边的附图中示出。从曲线变化中可以看出，在按图2的具有两个相互间以60°的角度进行布置的电刷的装置中在18°的整流片节距的范围内仅仅实现了两次换向，而在图3和4中使用三个或者四个电刷时在该范围内进行了三次换向，更确切地说，在整流器圆周上以分别6°的间距进行了三次换向。在按图2的装置中电流的缺少的交替通过虚线说明。然而在此，与两个沿直径方向对置的具有相对于整流器槽27相同定位的电刷不同，在整流片节距的范围内实现了两次换向而不是唯一一次换向，因此，所产生的电波相对于两个电刷的具有每整流片节距一个换向时间点的已知的沿直径方向的装置明显更小。

在根据图3和4的按本发明的装置中，分别以相互间大致60°的角度间距布置三个或者说四个电刷26，所述电刷在整流器24的圆周上相对于整流器槽占据三个不同的位置，从而在一个整流片节距的范围内有三个换向时间点，其相对于按图2的实施方式再一次改善地降低了电波。在按图4的具有四个电刷的装置中，在一个换向过程的范围内电刷26中的电流载荷减半，由此提高了电刷的寿命。

此外，图2到4中的附图明显示出了降低用于电刷26的空间需求，由此提供了用于将抗干扰组件30、31、32布置在电刷架26上的位置。

图5示出了由合成材料喷注的电刷架28的俯视图。经由两条连接线路36和38从没有示出的直流电源输入电流，所述连接线路一方面与直流电源的正极连接并且另一方面与直流电源的负极以及抗干扰节流阀30和31连接。同时，连接线路36在抗干扰电容器32的一个电极上并且连接线路38在抗干扰电容器32的另一个电极上。从图5中的视图中可以看出抗干扰组件30、31和32在电刷架28上的布置情况。用于电刷筒64的装配支架56布置在底板54上，使得电刷26位于大致在底板54的上半部分上延伸的第一扇形段中并且电的抗干扰机构30、31、32位于在底板54的下半部分上的第二扇形段中。通过所述装置实现了通向节流阀30和31以及通向电容器32的抗干扰的电连接在电刷架28的由电刷26占据的上面扇形段的外部延伸，并且电刷的纵轴线没有与位于电连接线路36、38和抗干扰节流阀30、31之间的电连接相交。如此，在已经抗干扰的电连接中不再由电刷诱导干扰信号，由此明显改善了电机的电磁兼容性（EMV）并且节省了电机中的结构空间。通过虚线说明了整流器24的位置。

Claims (6)

1.六极的直流电机，其具有永磁激励的定子（16）、可旋转地支承在极靴（12）中的转子（20）以及用于保持电刷（26）和其它组件（30、31；32）的电刷架（28），所述转子具有波形绕组（23）和整流器（24），其中电刷装置具有少于六个的电刷（26），所述电刷在整流器（24）的圆周上以相互间大致60°的角度间距进行布置，所述整流器（24）具有偶数的整流片（25），所述整流片（25）通过整流器槽（27）相互隔开，其特征在于，所述电刷装置具有三个或者四个电刷（26），所述电刷在整流器（24）的圆周上占据三个或四个相对于整流器槽（27）的不同的位置，从而在一个整流片节距的范围内有三个换向时间点，将所述电刷架（28）构造成圆形的并且在大致180°的扇形段中具有四个用于容纳电刷筒（64）的支架（56），其能够根据应用情况进行不同的装备。

2.按权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述电刷（26）布置在电刷架（28）的扇形段中，并且电的抗干扰机构（30、31；32）布置在该扇形段的外部。

3.按权利要求1或2所述的直流电机，其特征在于，通向电刷（26）的抗干扰的电连接位于电刷架（28）的由电刷占据的扇形段的外部。

4.按权利要求1或2所述的直流电机，其特征在于，至少两个抗干扰节流阀（30、31）和至少一个抗干扰电容（32）以及其连接线路（36、38）布置在电刷架（28）的由电刷（26）占据的扇形段的外部。

5.按权利要求1或2所述的直流电机，其特征在于，将转子（20）的波形绕组（23）构造成单齿绕组。

6.按权利要求1或2所述的直流电机，其特征在于，所述六极的直流电机是用于汽车中的直流电动机。