专利名称：用于电机的电刷布置结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机、尤其是电动机，其中所述电机具有第一数目的换向器片以及电刷，其中所述换向器片以沿圆周方向均勻分布的方式布置在换向器片支座的圆周上。
背景技术：
文献DE 695 13 655 T2描述了两种分别用于两种速度的刮水器电动机。所述两个电动机之一具有两个极和三个电刷，其中一个高速电刷以相对于一个共同的接地电刷偏移了比如120°的圆周角的方式来布置。这里所述圆周角取决于所述电动机的较高的与较低的旋转速度之间的所期望的比例来选择。另一个电动机则具有四个极和六个电刷，其中所述高速电刷以相对于所属的接地电刷偏移了比如60°的圆周角的方式来布置，其中这里所述圆周角也根据所述电动机的较高的与较低的旋转速度之间的所期望的比例来选择。过去观察到，这样的传统的电动机的运行会在前置的电子装置中导致较高的损耗功率、在车用电路上导致电压波动以及电磁干扰(EMV问题)。这一点尤其在使用波形绕组并且电刷的数目小于极数时适用。
发明内容
本发明的任务是，减少前置的电子装置中的损耗功率、车用电路中的电压波动以及电磁干扰。该任务利用独立权利要求所述的特征得到解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中得到说明。本发明通过以下方式建立在所述类型的电机、尤其是电动机的基础上，S卩如此布置所述电刷，从而为了在使用波形绕组和多个数量比所述电机的极数小的电刷时降低电流波度而尽可能均勻地分布换向时刻。所述电机的一种实施方式规定，所述电刷包括第一电刷对，其中在所述第一电刷对的电刷中的第一电刷的第一径向轴线与所述第一电刷对的电刷中的第二电刷的第二径向轴线之间存在着第一圆周角α”该第一圆周角Ci1W绝对值abs (Ci1)以不大于公差角 α τ 的幅度偏离电刷额定角距 Qsoll= (360° /2k) (2 · floor (U2 · (k/2p))+1)，其中 U2 是奇数的自然数，abs ()是绝对值函数，floor ()是取整函数并且α τ是公差角，该公差角小于8°，尤其小于4°，尤其小于2°，尤其小于1°。在所述电机的一种改进方案中，abs (abs ( α J - α p · U2) > α τ，其中α ρ是所述电机的极距角。在所述电机的一种同样优选的实施方式中，由所述第一圆周角减去由所述电机的片分度角一半与第一奇数的自然数相乘得到的第一乘积得到的第一差的第一绝对值小于公差角，其中所述第一奇数的自然数等于一加上由第二奇数的自然数乘以由所述电机的极距角除以片分度角得到的商数得到的向下圆整到整数的第三乘积的两倍，其中由所述第一圆周角减去由所述电机的极距角乘以所述第二奇数的自然数得到的第二乘积得到的第二差的第二绝对值大于所述公差角，其中所述公差角小于8°，尤其小于4°，尤其小于2°，尤其小于1°。一种优选的实施方式规定，所述第二奇数的自然数的向上圆整到整数的一半小于或者等于所述极数的圆整到整数的四分之一。在一种有利的实施方式中，所述第一差是正数或者负数。一种同样优选的实施方式规定，所述第一商数的两倍不是自然数。一种优选的改进方案规定，所述极数小于11，尤其小于9，尤其小于7。优选所述换向器片数目小于27，尤其小于25，尤其小于23，尤其小于21，尤其小于 19，尤其小于17，尤其小于15。所述电机可以如此设计，使得所述第二奇数的自然数小于10，尤其小于8，尤其小于6，尤其小于4，尤其小于2。另一种实施方式规定，所述第一奇数的自然数等于五并且所述第二奇数的自然数等于一，尤其其中所述第一乘积等于64. 3°或者等于34. 6°。此外优选一种电机，在该电机中其转子和/或定子具有波形绕组，尤其是单圈的波形绕组。所述电机可以是伺服电动机或者刮水器电动机。
现在参照附图借助于特别优选的实施方式对本发明进行解释。附图示出如下 图Ia到Ic是按本发明的第一种实施例的电刷布置结构的示意图加到2c是按本发明的第二种实施例的电刷布置结构的示意图； 图3是取决于转子位置的不被期望的不均勻地分布的电流特性曲线以及取决于转子位置的期望的均勻分布的电流特性曲线的示意图；并且
图如到4c是按本发明的电刷布置结构的相对于传统的电刷布置结构的角度公差范围的三种可能的布置方式的示意图。
具体实施例方式在使用波形绕组时，在不采取额外的措施的情况下可以将电刷数目选择得小于极数2p，由此电机的特性曲线仅仅细微地变化。在图Ia所示的用于具有14个换向器片10、 12、14和两个电刷16、18的6极电动机的交叉的单圈的波形绕组的电刷布置结构中，第一电刷16的第一径向轴线20与第二电刷18的第二径向轴线22之间的第一圆周角α工大约为 64.3°。所述第二电刷18相对于两个换向器片10、12对称地定位(参见图lc)，如果所述转子M占有转子位置沈(参见图3)，在所述转子位置沈中所述第一电刷16在中心地定位在第三换向器片14上(参见图lb)。下面也使用“片”这个名称来代替“换向器片”。经常有利的是，以相对于彼此尽可能小的角度α ！来布置两个电刷16、18，以节省位置。在图2所示的用于具有沈个换向器片10、12、14和两个电刷16、18的10极电动机的交叉的单圈的波形绕组的电刷布置结构中，第一电刷16的第一径向轴线20与第二电刷18的第二径向轴线22之间的第一圆周角α工大约为34. 6°。所述第二电刷18相对于两个换向器片10、12对称地定位(参见图如)，如果所述转子M占有转子位置参见图3)， 在所述转子位置26中所述第一电刷16在中心地定位在第三换向器片14上(参见图4b)。
表格1是关于在图1和2中所示出的实施方式的特征的一览表，其中“No”栏表示实施方式的序数，“k”栏表示换向器片数目k，“2p”栏表示极数2p，“U2”栏表示第二奇数的自然数U2，“ak/2”栏表示片分度角Cik的一半ak/2，“Ql”栏表示第一商数Q1，“U1”栏表示第一奇数自然数Ul并且“ α s。u”栏表示电刷额定角距α s。n。表格权利要求
1.电机，尤其是电动机，其中所述电机具有第一数目(k)的换向器片(10、12、14)以及电刷(16、18)，其中所述换向器片(10、12、14)以沿圆周方向均勻分布的方式布置在换向器片支座(24)的圆周上，其特征在于，如此布置所述电刷(16、18)，从而为了在使用波形绕组和多个数量小于所述电机的极数(2p)的电刷(16、18)时降低电流波度而尽可能均勻地分布换向时刻。
2.按权利要求1所述的电机，尤其是电动机，其特征在于，所述电刷(16、18)包括第一电刷对(16、18)，其中在所述第一电刷对(16、18)的电刷(16、18)中的第一电刷(16)的第一径向轴线(20)与所述第一电刷对(16、18)的电刷(16、18)中的第二电刷(18)的第二径向轴线(22)之间存在着第一圆周角Ci1,该第一圆周角01的绝对值abs (Ci1)以不大于公差角ατ的幅度偏离电刷额定角距α soll= (360° /2k) (2 · floor (U2 · (k/2p)) +1)其中U2是奇数的自然数，abs ()是绝对值函数，floor ()是取整函数并且α τ是公差角，该公差角小于8°，尤其小于4°，尤其小于2°，尤其小于1°。
3.按权利要求2所述的电机，其特征在于，abs(abs ( α J - α P *U2) > α τ，其中αΡ是所述电机的极距角。
4.按权利要求1到3中任一项所述的电机，尤其是电动机，其特征在于，其中所述电机具有第一数目(k)的换向器片(10、12、14)以及电刷对(16、18)，其中所述换向器片(10、12、 14)以沿圆周方向均勻分布的方式布置在换向器片支座(24)的圆周上，其中所述电刷(16、 18)中的第一电刷(16)的第一径向轴线(20)与所述电刷(16、18)中的第二电刷(18)的第二径向轴线(22)在其之间围成第一圆周角(Ci1),其特征在于，由所述第一圆周角(α》减去由所述电机的片分度角(α k)的一半(α k/2)与第一奇数的自然数(Ul)得到的第一乘积(a s。n)得到的第一差(Dl)的第一绝对值(Bi)小于公差角 (α τ)，其中所述第一奇数的自然数(Ul)等于一加上由第二奇数的自然数(U2)乘以由所述电机的极距角(α ρ)除以片分度角(α κ)得到的商数(Q)得到的向下圆整到整数([Ρ3])的第三乘积(Ρ3)的两倍(2[Ρ3])，其中由所述第一圆周角(α !>减去由所述电机的极距角(α ρ)乘以所述第二奇数的自然数(U2)得到的第二乘积(α konv)得到的第二差(D2)的第二绝对值(B2)大于所述公差角 (α τ),其中所述公差角(α τ)小于8°，尤其小于4°，尤其小于2°，尤其小于1°。
5.按权利要求2到4中任一项所述的电机，其特征在于，所述第二奇数的自然数(U2) 的向上圆整到整数([(U2/2)+ (1/2)])的一半(U2/2)小于或者等于所述极数(2ρ)的向上圆整到整数([(ρ/2) + (1/2)])的四分之一(ρ/2)。
6.按权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述第一差(Dl)是正数或负数。
7.按权利要求4到6中任一项所述的电机，其特征在于，所述第一商数(Ql)的两倍 (2Q1)不是自然数。
8.按权利要求1到7中任一项所述的电机，其特征在于，所述极数(2ρ)小于11，尤其小于9，尤其小于7。
9.按权利要求1到8中任一项所述的电机，其特征在于，所述换向器片数目(k)小于 27，尤其小于25，尤其小于23，尤其小于21，尤其小于19，尤其小于17，尤其小于15。
10.按权利要求2到9中任一项所述的电机，其特征在于，所述第二奇数的自然数(U2) 小于10，尤其小于8，尤其小于6，尤其小于4，尤其小于2。
11.按权利要求4到10中任一项所述的电机，其特征在于，所述第一奇数的自然数 (Ul)等于五并且所述第二奇数的自然数(U2)等于一，尤其其中所述第一乘积(α soll)等于 64.3°或者等于34. 6°。
12.按权利要求1到11中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机的转子(24)和/ 或定子具有波形绕组尤其单圈的波形绕组。
13.按权利要求1到12中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机是伺服电动机或者刮水器电动机。
全文摘要
电机，尤其是电动机具有第一数目(k)的换向器片(10、12、14)以及电刷(16、18)，其中所述换向器片(10、12、14)以沿圆周方向均匀分布的方式布置在换向器片支座(24)的圆周上。如此布置所述电刷(16、18)，从而为了在使用波形绕组以及多个数量小于所述电机的极数(2p)的电刷(16、18)时降低电流波度而尽可能均匀地分布换向时刻。
文档编号H02K23/32GK102422513SQ201080021071
公开日2012年4月18日 申请日期2010年3月19日 优先权日2009年5月15日
发明者罗斯 G., 伯纳德 P. 申请人:罗伯特·博世有限公司