专利名称：车用交流发电机的电磁兼容结构及具有该结构的发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车用交流发电机的电磁兼容结构，尤其涉及一种可以搭建于车用交流发电机内部旋转机构和整机非旋转结构之间的电磁兼容结构。
背景技术：
随着科学技术发展进步，对各种能量传递的研究渐渐进入人们的视线，同时科技的发展方向即是为了提供更加便利的生活条件，由此而产生了大量的电子电气设备遍布人们的日常生活，同时也造成了我们周围时刻存在着大量的电磁能量，而这些电磁能量的存在可能造成其他的设备不良运转，甚至产生严重的危害，干扰着我们正常的生活。
电磁干扰一般分为传导干扰及辐射干扰，而电磁干扰产生的重要条件即存在干扰信号源、被干扰器件及干扰传递的通道。目前，汽车用交流发电机由于内部存在电磁干扰源器件，诸如转子、定子、电压调节器等，而这两种干扰方式一般都同时复杂的并存于工作环境空间，且这些元器件除了自身是干扰源外同时也是被干扰体，这些复杂的结构特征使得在对抗电磁干扰有特殊要求的环境中无法满足使用要求。但日益增加的对汽车电子电气器件的抗电磁干扰能力要求，使得电磁兼容设计在汽车电器结构整体设计中处于越来越重要的位置。
一般用于电磁兼容设计的方法有屏蔽方法，即将电磁干扰源置于一个金属外壳内达到屏蔽效果；电容滤波方法，即使用一个或一组电容连接于需要进行降扰的端子，达到滤波的作用；等电势方法，将两个电流环路的低端连接达到等电势，即可有效降低该两个环路产生的电磁干扰。目前车用有刷交流发电机基本上采用转子总成为主要励磁系统，转子线圈与集电环相连，电瓶或其他励磁源通过电刷连接于转子集电环，并由电压调节器控制励磁信号，达到固定部件与旋转部件的有效连接。但车用交流发电机由于其体积及安装结构在发动机上的限制，使用屏蔽方法实现电磁兼容并不现实；并且由于其结构是由旋转部分与非旋转部分组合，实现这两部分环路(励磁环路与输出环路)的低端等电势存在技术瓶颈，例如如何能够实现转子轴(旋转部件)与壳体(固定部件)或负极的有效电连接？这里的有效电连接指的是，需要进行电连接的端子即使不采用压接、焊接等固定手段，仍然忠实传递电信号，并能够实现电连接的可靠性。因此目前车用交流发电机仍然采用电容结构作为主要的电磁兼容设计方法。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可用于车用有刷交流发电机的电磁兼容结构及具有该结构的发电机，使现有交流发电机结构中的旋转部件与负极处于等电势状态并有效电连接，防止分别以两者为负极端形成的回路间的相互干扰，尤其适用于抑制低频电磁干扰，满足抗干扰能力要求。
为了实现上述目的，本发明提供了一种车用交流发电机的电磁兼容结构，所述车用有刷交流发电机至少包括壳体、设置于壳体内的定子、转子轴、转子、整流组件、电压调节器、滑环组件、电刷组件；所述电磁兼容结构包括一等电势部件，连接于所述转子轴与发电机的负极之间，实现发电机转子轴与发电机负极等电位。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述等电势部件为一个与所述转子轴连接的第三滑环和与之相匹配的连接于发电机负极的一个第三电刷。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述第三滑环设置于所述滑环组件上与所述滑环组件为一体设置，所述第三电刷设置于所述电刷组件上与所述电刷组件为一体设置，并所述第三电刷与所述第三滑环相对应。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述第三滑环设置于所述滑环组件外与所述滑环组件为分体设置，所述第三电刷设置于所述电刷组件外与所述电刷组件为分体设置，并所述第三电刷与所述第三滑环相对应。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述第三滑环为导电材料制成。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述第三滑环与所述转子轴连接方式为压装、镶嵌、焊接、粘贴或在所述转子轴上直接加工而成。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述等电势部件为设置于所述发电机的前轴承、后轴承或附加轴承上的导电油脂。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述等电势部件为一轴导接件，所述轴导接件设置于所述壳体的内壁上，与所述转子轴滑动或滚动接触。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述轴导接件设置于相对所述转子轴的轴端、轴肩或环槽位置，且所述轴导接件通过一弹性件与一壳体连接件相连，所述壳体连接件固定于所述壳体的内壁上。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述轴导接件为球形、半球形。
上述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其中，所述发电机负极是指发电机上能够等效于负极的部件，包括所述壳体、电刷组件上的负极端子、整流组件上的负极端子、电压调节器上的负极端子。
为了实现上述目的，本发明还提供一种应用上述任意一项所述的车用交流发电机电磁兼容结构的交流发电机。
本发明的技术效果在于本发明提供的车用交流发电机的电磁兼容结构，可以实现使现有交流发电机结构中的旋转部件与固定部件(如壳体)或负极处于等电势状态，实现交流发电机转子轴(旋转部件)与壳体(固定部件)负极间的有效电连接，使二者处于等电势状态，防止分别以两者为负极端形成的回路间的相互干扰，同时又可以有效地防止地回路的的干扰，尤其适用于抑制低频电磁干扰，满足抗干扰能力要求。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明提供的电磁兼容结构的一实施例的结构剖视图2为本发明提供的电磁兼容结构的再一实施例的结构剖视图3为本发明提供的具有电磁兼容结构的交流发电机结构剖视图。
其中附图标记
1第三滑环
2交流发电机转子轴
3电刷组件
4第三电刷
5第三电刷引线
6第— 电刷
7第二.电刷
8第二.滑环
9第一 滑环
10壳体
11电压调节器
12滑环组件
13整流(电刷)组件
14.后轴承
15前轴承
16.定子总成
17转子总成
18轴导接件
19弹性件
20壳体连接件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述
在图1、图2、图3所示的具体实施方式
中，本发明提供一种车用交流发电机的电磁兼容结构及具有该结构的发电机。
本发明提供的电磁兼容结构，是在车用交流发电机现有转子总成结构上增加一等电势部件，连接于所述转子轴与发电机的负极之间，使之实现发电机转子轴与发电机负极等电位。
所述发电机负极是指发电机上所有可以等效于负极的部件，其包括发机电壳体、 电刷组件上的负极端子、整流组件上的负极端子、电压调节器上的负极端子。
请参阅图1本发明提供的电磁兼容结构的一实施例的结构剖视图。
本具体实施方式
是采用在车用有刷交流发电机现有转子总成结构上增加一环状等电势部件，即第三滑环，以实现发电机转子轴与发电机负极等电位的目的。
如图1所示将第三滑环1压装于交流发电机转子轴2上，并在电刷组件3上增加第三电刷4与该第三滑环1进行配合使用，同时将第三电刷引线5与发电机负极(壳体) 焊接。第三滑环1选择导电的材料制成，较佳的选择金属材料制成。
所述第三滑环1 (处于旋转体上)与发电机壳体(固定结构)采用与第一滑环、第二滑环相同的连接方式，即通过电刷形成有效连接。与原有集电环结构不同的是该第三滑环为导电材料，直接压装于转子轴上，而原集电环结构采用的是与轴绝缘设计。所以此时该第三滑环与轴直接相连，而通过与发电机壳体电势相等的第三电刷将发电机轴与壳体进行了等电势处理，从而实现有刷发电机旋转部件与非旋转部件达到有效电连接。
本发明对于第三滑环的安装位置不局限于上述实施方式，S卩，如图1所示第三滑环1设置于第一滑环的一侧，也可以设置于第二滑环的一侧或第一滑环与第二滑环之间， 也就是说，第三滑环1可以设置于滑环组件12的任意位置，由于要满足第三电刷4与该第三滑环1进行配合使用，故，不论第三滑环1设置于什么位置，第三电刷4均设置于与之相对应的位置。
本发明第三滑环1的安装位置也不局限于上述设置于滑环组件12上与所述滑环组件为一体设置的实施方式，也可以将所述第三滑环1设置于所述滑环组件12之外与所述滑环组件分体设置，即，将所述第三滑环1置于整个转子轴的任何部位，均能够实现旋转部件与固定部件壳体或负极等电位的目的，相应的所述第三电刷4也设置于所述电刷组件3 之外与所述电刷组件分体设置，并且满足所述第三电刷4与所述第三滑环1相对应。
所述第三滑环1与发电机转子轴的连接方式，不仅能够采用压装、镶嵌、焊接、粘贴等方式固定于转子轴上，也可以直接在转子轴上加工而成，不作具体限定。
本发明电磁兼容结构另一种实施例，可以使用带有导电油脂的轴承作为等电势部件来实现，如前轴承、后轴承、除前后轴承外的附加轴承等。
请参阅图2本发明电磁兼容结构再一种实施例的结构剖视图。
如图2所示，等电势部件包括一轴导接件18，该轴导接件可以为球形、半球形等适于与轴产生滑动或滚动接触的形状，再通过弹性件19如弹簧等，与壳体连接件20相连，而该壳体连接件可通过压装、镶嵌、焊接、粘贴等方式固定于壳体内壁上，实现旋转部件与固定部件壳体或负极等电位的目的。所述轴导接件18可以设置于相对所述转子轴2的轴端、 轴肩或环槽等位置上。
综上，本发明通过设置等电势部件与转子轴2直接连接的方式，实现了转子轴2与壳体10的有效电连接，最终实现了旋转零件与固定零件壳体或负极等电位，从而克服了现有发电机整机励磁系统与输出系统两回路低端不等电势，电磁干扰强烈的缺陷。
请参阅图3为本发明提供的具有电磁兼容结构的交流发电机结构剖视图。
本发明揭示一种具有电磁兼容结构的有刷交流发电机，以等电势部件为设置第三滑环和相配的第三电刷为例说明，如图3所示，所述车用有刷交流发电机包括壳体10、设置于壳体10内的定子总成16、转子轴2、转子总成17、整流组件13、电压调节器11、滑环组件12、电刷组件3、后轴承14、前轴承15等。将第三滑环1压装于交流发电机转子轴2上， 并在电刷组件3相对应位置上设置第三电刷4与该第三滑环1进行配合使用，将第三电刷引线5与发电机负极(壳体)焊接。
当整车给定励磁信号，电压调节器11接收信号后，电刷组件3连通滑环组件12，发电机转子17线圈开始通电励磁旋转，产生磁场并使得定子16线圈切割磁感线，进而产生三相电动势，整流组件13进行全波三相整流后，形成平稳电压，并再次经过电压调节器11调节成整车系统电压后输出，提供车载用电器正常工作所需的能量。整个发电机转子部分仅通过前轴承15与后轴承14支撑于前、后壳体10上，图中可以看出，去掉第三滑环1后，整机结构为现有发电机设计结构，整机励磁系统与输出系统两回路低端不等电势，电磁干扰强烈；而增加了该与转子轴2直接连接的第三滑环1，则实现了转子轴2与壳体10的有效电连接，最终实现了旋转零件与固定零件壳体或负极等电位这一电磁兼容设计理念，并得以实施。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种车用交流发电机的电磁兼容结构，所述车用交流发电机至少包括壳体、设置于壳体内的定子、转子轴、转子、整流组件、电压调节器、滑环组件、电刷组件；其特征在于， 所述电磁兼容结构包括一等电势部件，连接于所述转子轴与发电机的负极之间，实现发电机转子轴与发电机负极等电位。
2.根据权利要求1所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述等电势部件为一个与所述转子轴连接的第三滑环和与之相匹配的连接于发电机负极的一个第三电刷。
3.根据权利要求2所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述第三滑环设置于所述滑环组件上与所述滑环组件为一体设置，所述第三电刷设置于所述电刷组件上与所述电刷组件为一体设置，并所述第三电刷与所述第三滑环相对应。
4.根据权利要求2所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述第三滑环设置于所述滑环组件外与所述滑环组件为分体设置，所述第三电刷设置于所述电刷组件外与所述电刷组件为分体设置，并所述第三电刷与所述第三滑环相对应。
5.根据权利要求2、3或4所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述第三滑环为导电材料制成。
6.根据权利要求5所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述第三滑环与所述转子轴连接方式为压装、镶嵌、焊接、粘贴或在所述转子轴上直接加工而成。
7.根据权利要求1所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述等电势部件为设置于所述发电机的前轴承、后轴承或附加轴承上的导电油脂。
8.根据权利要求1所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述等电势部件为一轴导接件，所述轴导接件设置于所述壳体的内壁上，与所述转子轴滑动或滚动接触。
9.根据权利要求8所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述轴导接件设置于相对所述转子轴的轴端、轴肩或环槽位置，且所述轴导接件通过一弹性件与一壳体连接件相连，所述壳体连接件固定于所述壳体的内壁上。
10.根据权利要求9所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述轴导接件为球形、半球形。
11.根据权利要求1、2、3、4、6、7、8、9或10所述的车用交流发电机的电磁兼容结构，其特征在于，所述发电机负极是指发电机上能够等效于负极的部件，包括所述壳体、电刷组件上的负极端子、整流组件上的负极端子、电压调节器上的负极端子。
12.—种应用权利要求1至11中任意一项所述的车用交流发电机电磁兼容结构的交流发电机。
全文摘要
本发明公开一种车用交流发电机的电磁兼容结构及具有该结构的发电机，所述车用交流发电机的电磁兼容结构至少包括壳体、设置于壳体内的定子、转子轴、转子、整流组件、电压调节器、滑环组件、电刷组件；所述电磁兼容结构包括一等电势部件，连接于所述转子轴与发电机的负极之间，实现发电机转子轴与发电机负极等电位。本发明提供的车用交流发电机的电磁兼容结构及具有该结构的发电机，可使交流发电机结构中的旋转部件与负极处于等电势状态并有效电连接，防止分别以两者为负极端形成的回路间的相互干扰，尤其适用于抑制低频电磁干扰，满足抗干扰能力要求。
文档编号H02K11/00GK102510175SQ20111035354
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者张琳, 董大虎 申请人:北京佩特来电器有限公司