[发明专利]具有电势平衡装置的电机

说明书

本发明涉及一种具有电势平衡装置的电机，该电机具有：定子(6)和转子(7)，转子的转子绕组(14)通过可移动地支承在电刷架(5)中的电刷(16、17)通电；以及电势平衡装置，该电势平衡装置在转子轴(8)和电机接地部之间作用并且具有至少一个滑动接触元件(19)，该滑动接触元件一方面利用接触面(22)贴靠在与转子轴(8)相连接的接触体处，另一方面与电机接地部导电地相连接，其中，电势平衡装置的滑动接触元件(19)集成在电刷架(5)中并且利用所述电刷架的接触面(22)贴靠在安装在转子轴(8)处的且与转子轴(8)一起旋转的转角传感器(23)的与转子轴(8)的电势相连接的导电的滑动面(35)处。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有电势平衡装置的电机。

背景技术

在不同的应用领域中，电机用作驱动部以及发电机。不仅如此，电机在机动车中应用在所谓的再生系统中，其中，电机不仅承担驱动功能，而且承担能量回收功能。

具有定子和可被外部激励或自激励的转子的电机分别可配备有固定地与转子相连接的转角传感器，其任务是将转子的角位置传递给电机的控制部。

已知的是，在电机运行中，在转子轴上可形成轴电压(Wellenspannung)，其表示相对于电机接地部(Maschinenmasse)的电压差并且可具有不同的原因。为此的一个原因例如可为借助于脉宽调制信号时序地操控定子绕组或转子绕组。在这种原因下，车载电路的供给电压并且由此电机的运行电压越高，则出现的轴电压越高。

但另一可能的原因是，静电的加载导致高的轴电压。例如，作为发电机运行的电机可通过皮带驱动，从而可通过皮带发生转子的电加载。

如果出现的轴电压脉冲式地通过轴承、优选地通过驱动侧的球轴承放电，则导致流过轴承的脉冲式电流流动。在此，在支承面的区域中可能出现火花侵蚀，这可导致轴承的损坏。这种类型的通过转子的轴承的自动放电特别是可在轴承润滑脂的绝缘作用失效时以脉冲式的电流流动的形式出现，由此，轴承的持续负载损坏该轴承并且显著降低了轴承的使用寿命。

此外，位于转子轴上的载流子的脉冲式的放电导致产生电磁波，其不利地影响产品的电磁兼容性。特别是，这可能妨碍位于附近的电气设备的无故障性能。

从文献DE 35 11 755 A1中已知一种用于导出电机的轴电压的组件，在其中，通过滑动接触元件从转子轴导出载流子。为此，设置有在转子轴和电机接地部之间作用的电容，其可与电感串联。用于导出轴电压的组件也可被称为电势平衡装置，因为利用该电势平衡装置在地和转子轴之间实现电势平衡。

从文献DE 101 18 004 A1中已知一种交流发电机，其具有用于抑制被储存在其转子处的静电的器件，在其中，转子的励磁绕组可通过欧姆电阻与转子的轴相连接。

发明内容

具有权利要求1所述的特征的根据本发明的电机具有的优点是，通过在电机的无论如何存在的电刷架中设置用于导出轴电压的滑动接触元件实现了在安装滑动接触元件时显著的装配简化。与用作接触体的、具有滑动面的转角传感器相结合，也得到整体非常节省空间的、用于电势平衡装置的布置方案，滑动接触元件贴靠在转角传感器处。此外，对于安装接触体不需要附加的装配成本，因为转角传感器总归安装在转子轴处并且由此也位于转子轴的电压电势上。

优选地，转角传感器具有由金属或至少由敷有金属的表面制成的旋转对称体，从而转角传感器的周面适合作为用于滑动接触元件的滑动面。

特别有利的是，将电势平衡装置的滑动接触元件作为附加的可移动地支承的电刷安置在电刷架中。滑动接触元件由此可与其他电刷同样地构造并支承在电刷架中，从而不需要特别专门地构造的构件以实现滑动接触元件。

通过成行布置的电刷得到具有插入的滑动接触元件的电刷架的尤其紧凑的结构形式。