CN101783566A - 一种永磁直流有刷电机 - Google Patents

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Abstract

一种永磁直流有刷电机，适用于驱动举升门装置。该电机包括定子和转子，定子包括端盖(1)，端盖包括第一电刷(11)和第二电刷(21)、第一接线端子(16)和第二接线端子(26)、轴向的第一电感磁芯(14)和第一电感线圈(13)、轴向的第二电感磁芯(24)和第二电感线圈(23)、热敏电阻(25)以及电容组。第一电刷(11)通过第一电感线圈(13)串接第一接线端子(15)，第二电刷(21)通过热敏电阻(25)、第二电感线圈(23)串接第二接线端子(26)，电容组电连接第一接线端子(15)和第二接线端子(25)。本发明将端盖的电感线圈轴向布置以节省端盖的空间，并在端盖上配置了热敏电阻和电容组，使得电机具有过热保护能力和较好的EMC水平。

Description

一种永磁直流有刷电机
技术领域
本发明涉及一种永磁直流有刷(PMDC)电机，更具体地，涉及驱动可用于举升门(lift gate)的小型永磁直流电机，所述举升门包括但不限于汽车的尾门、行李厢的厢门。
背景技术
永磁直流有刷电机已经广泛应用到各个领域。永磁直流有刷电机通常包括定子和转子，定子通常包括中空的外壳以及设置在定子端部的端盖，转子由定子的端盖支撑可转动地安装在定子内。端盖上安装有电刷，而定子的转轴上安装有换向器，电刷和换向器配合用于变换转子电枢的电流方向。
图10所示为一种常见的定子端盖。参考图10，该端盖安装有电刷11’和21’、电感线圈13’和23’、两个接线端子(图10中只显示了其中的一个接线端子16’)，其中，电刷11’通过电感线圈13’串接到接线端子15’，电刷21’通过串接电感线圈23’串接到另一个接线端子，该两个接线端子用于连接外部的电源。
现有的这种电机的缺陷在于，电刷、电感线圈等组件平放在端盖的平面上，占据了端盖的大部分空间，以至于端盖上没有空间安装设置EMC(电磁兼容)电路或者过热保护电路，导致该电机的EMC水平低以及缺乏过热保护能力。如果将EMC电路和过热保护电路安装在电机外，则提高了电机外部的布线复杂度，且降低了EMC电路、过热保护电路的效率，因为它们远离转子的电枢。
因此，亟需一种端盖空间利用率高并具有EMC功能和/或过热保护功能的电机。
发明内容
本发明提供一种端盖空间利用率高并具有EMC功能和/或过热保护功能的永磁直流有刷电机。
为此，本发明提供的永磁直流有刷电机，包括定子和安装到定子的转子，所述定子包括外壳及端盖，所述端盖包括第一电刷和第二电刷、第一接线端子和第二接线端子，所述端盖还包括沿电机轴向布置的第一电感磁芯和缠绕在其上的第一电感线圈、沿电机轴向布置的第二电感磁芯和缠绕在其上的第二电感线圈，所述第一线圈串接所述第一电刷和第一接线端子，所述第二线圈串接所述第二电刷和第二接线端子；所述端盖还包括连接所述第一接线端子和第二接线端子的电容组和/或串接所述第二电刷的热敏电阻。
在一个优选的方案中，所述端盖中部具有通孔用于安装轴承，所述转子包括转轴，所述转轴穿过所述轴承的端部安装有环形磁铁；所述永磁直流有刷电机还包括安装到所述端盖的电路板，所述电路板安装有霍尔传感器用于感应所述环形磁铁。
与现有的永磁直流有刷电机相比，本发明将端盖的电感线圈沿电机轴向布置，节省了端盖的空间，从而能够在端盖上设置热敏电阻和电容组，使得电机具有过热保护能供和较好的EMC水平。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
图1为本发明一实施例的永磁直流有刷电机的端盖的内端面的示意图；
图2是图1所示的端盖的外端面的示意图；
图3是本发明一实施例的端盖安装到定子外壳后的示意图；
图4是本发明一实施例中用来安装霍尔传感器及其电路的电路板的示意图；
图5是将图4所示的电路板安装到电机一端的示意图；
图6是本发明一实施例中安装好的电机端盖、电路板、电路板保护盖的示意图；
图7是本发明一实施例中安装有电路板的保护盖的内侧示意图；
图8是本发明一实施例中电路板的保护盖安装到电机外壳后的局部示意图；
图9是图8所示的电机的纵剖图；
图10是现有的永磁直流电机的端盖的内端面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的电机包括定子和转子，定子包括中空的外壳和设置在外壳两端的端盖，转子安装在定子内可相对于定子转动。转子包括转轴、固定到转轴的电枢和换向器，定子的端盖安装有轴承以支承转子的转轴的两端。为了简洁，在本说明书和权利要求书中，端盖的内端面定义为靠近转子电枢的端面，而端盖的外端面定义为远离转子电枢的端面。
图1为本发明一实施例的永磁直流有刷电机(以下简称为“电机”)的端盖1的内端面的示意图，图2是端盖1的外端面的示意图。参考图1和图2，端盖1中部具有通孔用来安装轴承10，端盖1安装有第一电刷11和第二电刷21、第一电感线圈13和第二电感线圈23、第一接线端子16和第二接线端子26、热敏电阻25，其中，第一电刷11通过第一电感线圈13串接第一接线端子16，第二电刷21通过热敏电阻25、第二电感线圈23串接第二接线端子26。业内技术人员应当意识到，因为热敏电阻25和第二线圈23是串接关系，所以两者的电连接顺序可以调换。
端盖1还包括电容组，在本实施例中，电容组包括第一电容12和第二电容22，第一电容12的一极电连接到第一接线端子16，另一极121电连接到电机的外壳，第二电容22的一极电连接到第二接线端子26，另一极221也电连接到电机的外壳。要说明的是，本发明的权利要求书和说明书中，“电连接”可以是直接连接，也可以是经由其他导体的间接连接。在本实施中，第一电容12的电极121、第二电容22的电极221位于端盖1的外周表面，端盖1安装到定子外壳时，这两个电极与定子外壳导电连接，也就是说，电极121通过定子外壳与电极221实现电连接。因为电机在使用时，定子外壳是接地的，换言之，第一电容12和第二电容22各有一极是接地的，从而具有更好的EMC水平。
在本实施例中，第一电刷11和第二电刷21、第一线圈13和第二线圈23都设置在端盖1的内端面，第一线圈13和第二线圈23都是沿电机轴向布置，即，第一线圈13的电感磁芯14和第二线圈23的电感磁芯24都是沿电机轴向布置的，从而使得端盖1的内端面还具有较多的面积用来安装热敏电阻25及电容组。而第一接线端子16和第二接线端子26轴向贯穿端盖1并伸出端盖1的外端面，以便于连接外部的供电电源。在本实施例中，热敏电阻25作为过热保护元件，可用来防止电机因为电流过大而烧毁；电容组与电感线圈配合，使得电机具有较高的EMC水平。
为了进一步提高电机的EMC水平，还可以增加第三电容，第三电容的两极分别电连接到第一接线端子16和第二接线端子26，进一步地，第三电容的一端还可以电连接到定子的外壳(相当于接地)。此外，还可以增加二极管，二极管的正极连接电机供电电源的负极，二极管的负极连接到电机供电电源的正极。在本实施例中，二极管的正极连接到第一接线端子16，二极管的负极连接到第二接线端子26。
作为一种改进，还可以在保留电机原有机构的基础上，给电机增加霍尔效应(Hall Effect)功能，以便监测电机转子的转动角度，从而使得该电机适用于驱动各种举升门(Liftgate)，例如汽车的尾门(尾部行李箱门)。参考图3，端盖1安装到定子外壳3后，转子的转轴31从端盖1的轴承10穿出。在转轴31的穿出端盖1的端部固定有环形磁铁32，环形磁铁32可随转轴31转动。
为检测环形磁铁32的转动情况，可在端盖1的外端面附近安装图4所示的电路板4，电路板4安装有霍尔传感器41和42、滤波电容43、电阻44和导线45，其中，导线45用于给电路板供电以及传输霍尔传感器41和42的反馈信号。优选地，电路板4的中间设有孔，允许所述环形磁铁32通过，使环形磁铁32位于霍尔传感器41和42旁，以便于霍尔传感器41和42检测环形磁铁32的转动情况。图5是电路板4安装到电机一端的示意图。
作为进一步的改进，为了保护电路板4，可以加设如图6和图7所示的保护盖5。保护盖5安装到电机的端部，与端盖1围成一个空腔用于收容电路板4。优选地，电路板4安装在保护盖5的内壁，如图7所示。电路板4安装到保护盖5的内壁之后，在将保护盖5安装到电机的端部，如图6所示。
作为进一步的改进，为了便于安装保护盖5，端盖1的外端面还设有轴向伸出的第一扣合件17和第二扣合件27，而保护盖5设有匹配的第一卡位53与第一扣合件17扣合、第二卡位54与第二扣合件27扣合。图8是保护盖5扣合到端盖1后的局部示意图，图9是对应的纵剖图。
优选地，如图7所示，保护盖5具有第一通孔51以允许第一接线端子16穿过、第二通孔52以允许第二接线端子26穿过。作为一种替换方案，可以在第一通孔51、第二通孔52处安装导电端子，这样，将保护盖5安装到端盖1之时，电机的接线端子16和26与所述导电端子连接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明进行了详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种永磁直流有刷电机，包括定子和安装到定子的转子，所述定子包括外壳及端盖(1)，所述端盖包括第一电刷(11)和第二电刷(21)、第一接线端子(16)和第二接线端子(26)，其特征在于：
所述端盖还包括沿电机轴向布置的第一电感磁芯(14)和缠绕在其上的第一电感线圈(13)、沿电机轴向布置的第二电感磁芯(24)和缠绕在其上的第二电感线圈(23)，所述第一电感线圈(13)串接所述第一电刷(11)和第一接线端子(16)，所述第二电感线圈(23)串接所述第二电刷(21)和第二接线端子(26)；
所述端盖还包括连接所述第一接线端子和第二接线端子的电容组和/或串接所述第二电刷的热敏电阻(25)。
2.根据权利要求1所述的永磁直流有刷电机，其特征在于：
所述端盖(1)中部具有通孔用于安装轴承(10)，所述转子包括转轴(31)，所述转轴(31)的穿过所述轴承的端部安装有环形磁铁(32)；
所述永磁直流有刷电机还包括电路板(4)安装到所述端盖(1)，所述电路板(4)安装有霍尔传感器(41，42)用于感应所述环形磁铁(32)。
3.根据权利要求2所述的永磁直流有刷电机，其特征在于：
所述端盖(1)还包括沿电机轴向伸出的第一扣合件(17)和第二扣合件(27)，所述第一扣合件和第二扣合件端部均具有倒勾；
所述永磁直流有刷电机还包括保护盖(5)，所述保护盖(5)设有匹配的第一卡位(53)与所述第一扣合件(17)的倒勾扣合、第二卡位(54)与所述第二扣合件(27)的倒勾扣合；
所述电路板(4)收容在所述端盖(1)和所述保护盖(5)围成的空间内。
4.根据权利要求3所述的永磁直流电机，其特征在于：
所述第一电刷(11)和第二电刷(21)、第一电感磁芯(14)和第二电感磁芯(24)、第一电感线圈(13)和第二电感线圈(23)、热敏电阻以及电容组安装在所述端盖(1)的内端面；
所述第一接线端子(16)和第二接线端子(26)轴向贯穿所述端盖(1)并伸出所述端盖(1)的外端面，所述第一扣合件(17)和第二扣合件(27)位于所述端盖(1)的外端面，所述第一扣合件、第一接线端子、第二扣合件、第二接线端子顺次隔开。
5.根据权利要求3所述的永磁直流电机，其特征在于，所述电路板(4)固定到所述保护盖(5)的内壁。
6.根据权利要求4所述的永磁直流电机，其特征在于，所述保护盖(5)具有第一通孔(51)以允许所述第一接线端子(16)穿过、第二通孔(52)以允许所述第二接线端子(26)穿过。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的永磁直流有刷电机，其特征在于，所述电容组包括第一电容(12)和第二电容(22)，所述第一电容(12)的两极分别电连接到所述第一接线端子和定子外壳，所述第二电容(22)的两极分别电连接到所述第二接线端子和定子外壳。
8.根据权利要求7所述的永磁直流有刷电机，其特征在于，所述电容组还包括第三电容，所述第三电容的两极分别电连接到所述第一接线端子(16)和第二接线端子(26)。
9.根据权利要求8所述的永磁直流有刷电机，其特征在于，所述第三电容的一极还连接定子外壳。
10.根据权利要求7或8所述的永磁直流有刷电机，其特征在于，所述电容组还包括二极管，所述二极管的正极电连接所述第一接线端子(16)以连接供电电源的负极，所述二极管的负极电连接所述第二接线端子(26)以连接供电电源的正极。
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