[發明專利]減小有刷電機電流和扭矩波動的方法和采用該方法的電機

有效

• 申請號: 201010267599.7
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102005886A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: A·G·格布雷格爾吉斯;J·貝耶萊恩;C·羅斯;T·P·斯特里特
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H02K23/66
• 分類號: H02K23/66;H02K5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術領域

本發明涉及減小有刷電機電流和扭矩波動的方法和采用該方法的電機。

背景技術

有刷DC電機使用換向器和多個電刷來激勵電機電樞(轉子)中的繞組。這些電刷被機械地偏壓靠在換向器上，例如通過壓縮彈簧的作用。電刷壓降中的變化，以及電刷簧上質量的共振連同轉子的旋轉和作用在電刷上的其它外力引起電機電流中的電流波動，從而產生電機扭矩輸出中的扭矩波動，其中所述電刷壓降是由于電刷與電刷換向器相互作用引起的電壓降。

車輛電動式動力轉向系統包括轉向柱助力系統和齒條助力系統，依據系統需求，車輛電動式動力轉向系統可采用各種類型的電機。在某些電動式動力轉向系統中，特別是在電機輸出被機械地連接至車輛操作員用來轉向車輛的方向盤的各種轉向柱助力系統中，期望有刷DC電機提供轉向助力。由于扭矩波動被直接傳遞給車輛操作員，所以這種轉向系統的方向盤中的扭矩波動通常是不期望的。因此，扭矩波動限制了有刷DC電機應用于電動式動力轉向系統，特別是轉向柱助力轉向系統。因此，期望減小有刷DC電機中的扭矩波動，以提高它們在電動式動力轉向系統以及其它應用中的應用和使用。

發明內容

結合附圖，從下面的描述可更加清楚這些及其它優點和特征。

在示例性實施例中，公開了一種用于減小有刷電機中的電流波動的方法。所述電機包括定子和轉子。所述定子包括電刷殼體，所述電刷殼體包括繞著換向器布置的多個周向間隔開的電刷，每個電刷都具有與所述換向器電接觸的接觸面、相對的偏壓面和外圍壁，每個電刷都布置在具有穴壁、基底和偏壓彈簧的電刷穴中，所述偏壓彈簧構造成向所述偏壓面施加接觸力，從而促使所述接觸面與所述換向器電接觸。所述方法包括在每個穴壁或相應的基底與相應電刷之間插入阻尼器。

在另一示例性實施例中，提供了一種用于減小電動式動力轉向系統中的扭矩波動的方法。所述電動式動力轉向系統包括機械連接至有刷電機的方向盤，所述有刷電機構造成給所述方向盤提供輸出扭矩。所述電機包括定子和轉子。所述定子包括電刷殼體，該電刷殼體具有繞著換向器周向間隔布置的多個電刷，每個電刷都具有與所述換向器電接觸的接觸面、相對的偏壓面和外圍壁，每個電刷都布置在具有穴壁、基底和偏壓彈簧的電刷穴中，所述偏壓彈簧構造成向所述偏壓面施加接觸力，從而促使所述接觸面與所述換向器電接觸，所述方法包括在每個穴壁或相應的基底與相應電刷之間插入阻尼器。

在又一示例性實施例中，提供了一種有刷電機。所述電機包括轉子，該轉子包括具有外表面和轉子軸線的轉子軸、固定至所述轉子軸的所述表面的換向器、和與所述換向器軸向間隔開并電連接至所述換向器的電樞，所述轉子可旋轉地布置在電機殼體蓋中，所述轉子軸的末端延伸通過所述蓋。所述電子還包括定子，該定子包括電刷殼體和阻尼器，所述電刷殼體具有繞著所述換向器布置的多個周向間隔開的電刷，每個電刷都具有與所述換向器電接觸的接觸面、相對的偏壓面和外圍壁，每個電刷都布置在具有穴壁、基底和偏壓彈簧的電刷穴中，所述偏壓彈簧構造成向所述偏壓面施加接觸力，從而促使所述接觸面與所述換向器電接觸，所述阻尼器位于所述穴壁或相應的基底與相應電刷之間并與所述穴壁或相應的基底和相應電刷處于阻尼接觸，所述電刷殼體構造為附連至所述殼體蓋，所述定子還包括電機殼體，該電機殼體具有布置在其圓柱形內表面上的多個周向間隔開的永磁體，所述永磁體構造成接收所述電樞，并給其提供相應的多個磁場，所述轉子軸在所述軸末端相對于所述電機殼體的末端的另一端上可旋轉地布置。

本發明還提供了以下技術方案：

技術方案1.一種用于減小有刷電機中的電流波動的方法，所述有刷電機包括定子和轉子，所述定子包括電刷殼體，該電刷殼體具有繞著換向器周向間隔布置的多個電刷，每個電刷都具有與所述換向器電接觸的接觸面、相對的偏壓面和外圍壁，每個電刷都布置在具有穴壁、基底和偏壓彈簧的電刷穴中，所述偏壓彈簧構造成向所述偏壓面施加接觸力，從而促使所述接觸面與所述換向器電接觸，所述方法包括：

在每個穴壁或相應的基底與相應電刷之間插入阻尼器。

技術方案2.如技術方案1所述的方法，其中插入所述阻尼器包括，在每個電刷穴中設置在所述基底與所述偏壓面之間阻尼接觸的彈性阻尼器、在每個電刷穴中的所述電刷的外圍壁與所述穴壁之間設置油脂、或者在每個電刷穴中的所述外圍壁與所述穴壁之間設置成相對關系的至少兩個墊片并將所述至少兩個墊片楔入所述外圍壁與所述穴壁之間、或者上述各項的組合。