專利名稱：射頻能量散發(fā)的抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種抑制電動傳動裝置之射頻能量發(fā)散的方法，此電動傳動裝置由一電子控制器與一電動機的結(jié)合所組成，本發(fā)明亦關(guān)于依據(jù)本發(fā)明之方法而配合運轉(zhuǎn)的電動傳動裝置。
通常諸如電動機的速度或轉(zhuǎn)矩之運轉(zhuǎn)性能的控制系藉由電子控制器的使用而達成，此電子控制器結(jié)合有一半導(dǎo)體或其他固態(tài)裝置，其為被安排以高速開關(guān)方式運轉(zhuǎn)。此種電子控制器之一例為一脈寬調(diào)制反相器。
該高速開關(guān)方式的裝置被用于各種類型的電動傳動裝置，例如，用于控制具有永磁電動機，感應(yīng)與磁阻電動機，之交流反相器傳動裝置，具有交流或直流電動機以及交換磁阻電動機之伺服傳動裝置。藉由高速開關(guān)方式型之控制器的使用，則可能實現(xiàn)各種所要求的運轉(zhuǎn)特性，如電動機之輸出功率或轉(zhuǎn)矩之平順控制，而沒有電能的重大損失。
然而，由使用高速開關(guān)方式電子裝置所實現(xiàn)的電動機控制的靈活性的益處，卻導(dǎo)致高階射頻能量的產(chǎn)生，此射頻能量可能會進入周圍環(huán)境中而對鄰近設(shè)備造成不能接受的擾動。在某些事例中，此種擾動潛在有危險的結(jié)果。此導(dǎo)致了嚴(yán)格的規(guī)定，如電磁相容性指令89/336/EEC，其現(xiàn)被建立以確保新設(shè)備，以及其安裝，將不會導(dǎo)致射頻發(fā)散的潛在危險位階。
降低來自電動傳動裝置的射頻發(fā)散，使其位于可接受的范圍內(nèi)，可藉由電子濾波器的使用而實現(xiàn)，但一個適當(dāng)?shù)臑V波器通常是很昂貴或龐大。而且，若具有交流電源，濾波器會造成某些漏地電流，從而出現(xiàn)電方面的安全問題，也可能使某些保護裝置過早地運轉(zhuǎn)。其他熟知的技術(shù)，如安排該易于產(chǎn)生射頻發(fā)散的電路與地耦合或被供應(yīng)一接地屏蔽，對電力線路來說的為不可能或無效的，為了安全，接地與電力系統(tǒng)需要電地隔絕。
本發(fā)明尋求提供一種抑制來自電動傳動裝置之射頻發(fā)散的改良方法，以及依據(jù)本發(fā)明之方法運轉(zhuǎn)的電動傳動裝置。
依據(jù)其一方面，本發(fā)明提供了一種抑制來自動動傳動裝置之射頻發(fā)散的方法，此電動傳動裝置包含有一電子控制器，其包含有產(chǎn)生高頻能量的高速開關(guān)裝置；以及一電動機，其經(jīng)由該電子控制器而供應(yīng)電力源的電力，該方法包含提供一電屏蔽以接收在使用時，由電動傳動裝置之至少一部分射出之射頻能量，及連接該電屏蔽回到該開關(guān)裝置的輸入端。
此方法可包含一種電屏蔽的使用，此電屏蔽實質(zhì)上整個包圍電動傳動裝置的至少一部分，而在使用時，射頻能量由其中射出。較佳的用法是由電屏蔽構(gòu)成，其至少實質(zhì)上整個包圍電動機之至少一部分。
本發(fā)明亦提供一電動傳動裝置，其包含有一電子控制器，此控制器包含有產(chǎn)生高頻能量的高速開關(guān)裝置；以及一電動機，其來自電力源的電力為經(jīng)由該電子控制器而供應(yīng)，其中，在使用時，由電動傳動裝置之至少一部分射出之射頻能量被一電屏蔽所接收，此電屏蔽被連接回到該開關(guān)機構(gòu)的輸入端。
較佳地，該電屏蔽連接回到該開關(guān)裝置的輸入端，用以至少接收由電動機之至少一部分所射出射頻能量?？扇芜x地，但更好地，該電屏蔽亦可用以接收由電子控制器射出之射頻能量。
在至少此方面，本發(fā)明可被視為與一以系統(tǒng)的形式呈現(xiàn)之電動傳動裝置有關(guān)，其中，在電動機與包含有高速開關(guān)機構(gòu)的電子控制器之間，有一雙向的交互作用，該電動機為藉由自電子控制器接收之受控電能來操作，并與高速開關(guān)機構(gòu)的運轉(zhuǎn)有關(guān)，而由電動機內(nèi)射出并由與電動機相連之電屏蔽所接收之射頻能量，則被回饋至電子控制器，至高速開關(guān)機構(gòu)的輸入端。
電屏蔽可由電動機之熟知部分組成，如定子與/或架框及/或轉(zhuǎn)子，及/或由電子控制器的熟知部分組成，假設(shè)該熟知部分不接地為可行且安全的。例如，繞阻可能在一元件上(如一定子或轉(zhuǎn)子心)，此元件可能缺乏干涉屏蔽，且該元件的至少一部分可被利用來當(dāng)作電屏蔽?？蛇x擇地電屏蔽可由一附加的零件所組成，其為由電動傳動裝置內(nèi)或否則可操作地與電動傳動裝置相連，以接收來自該傳動裝置之至少一部分的射頻能量。因此，電屏蔽可能包含可同時作為屏蔽及用于電動傳動裝置之運轉(zhuǎn)的另一功能的結(jié)構(gòu)，也可包含僅提供做為該電屏蔽的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明包含具有一電動機的電動傳動裝置，其中電動機的一或多個熟知零件及/或供給屏蔽作用的一或多個附加零件為單獨使用或與一或多個其他該熟知零件及附加零件合并使用，以對電動機之繞阻提供屏蔽作用。
本發(fā)明亦教示電屏蔽是被連接回到供給控制器之電源供應(yīng)，或到電子控制器，此處是控制器內(nèi)之高頻能量產(chǎn)生裝置之輸入端，并教示因此耦合于此屏蔽并回到電子控制器或電源供應(yīng)之離散射頻電流被防止流入電源供應(yīng)或一接地系統(tǒng)。射頻能量經(jīng)由控制器而再循環(huán)，而對于熟知濾波的需要則加以避免或至少減低。
本發(fā)明更教示在一包含有電子控制器和電動機的電動傳動裝置中，至少電動機可以免除接地屏蔽。電子控制器相同地可以免除接地屏蔽。任何相交連接機構(gòu)，如置于電子控制器與電動機之間的控制器輸出電纜，亦可免除接地屏蔽。較佳地，任何此種相互連接機構(gòu)，及電動(與隨意地，電子控制器)，被供給一屏蔽，此屏蔽被安排使得射頻電流可在控制器內(nèi)之高頻能量產(chǎn)生裝置之輸入端自屏蔽回饋至電源供應(yīng)或電子控制器。
電動傳動可包含多個屏蔽片段。此片段可相互串連或并連以連回到高速開關(guān)機構(gòu)的輸入端；亦可能有串聯(lián)與并聯(lián)相互連接的混合。一或多個屏蔽片段備有多個到屏蔽的另一部分的連接。
電容裝置可被置于該電屏蔽與電子控制器或該控制器的外部電源之間，以確保電屏蔽未直接連接于外部電源或任何通電點。此電容器裝置可為形成電子控制器之線路的一部分或在其外部。在兩情況的任一種下，其作用如一阻擋裝置以防止該屏蔽自電力線路上獲得高電位，而能允許射頻電流的自由流動。
該電容裝置的電容值較佳地選擇成使在與射頻發(fā)散相關(guān)的頻率時，呈現(xiàn)低阻抗，但在外部電源之頻率時，呈現(xiàn)高阻抗。一接地的分泄電阻器可與該電容裝置相連，以使呈現(xiàn)在電屏蔽上的電力一頻率感應(yīng)電位保持較小且沒有任何重大射頻電流被容許直接留入地面。
本發(fā)明被相信用于抑制在150KHz至1GHz的范圍間的射頻發(fā)散特別有用，但也可能用以抑制更寬廣范圍的射頻發(fā)散，如自9KHz至2GHz或以上。高速開關(guān)機構(gòu)可具有通常在50ns至2μs之范圍間的開關(guān)時間，并在300Hz至20KHz之范圍間的開關(guān)頻率連轉(zhuǎn)。然而，具有該范圍之外之開關(guān)時間的高速開關(guān)裝置。如低至20ns或甚至10ns的高速，也可能實施，并導(dǎo)致運轉(zhuǎn)于一較高頻率，如在25KHz的數(shù)量級或高至100KHz或以上。
由高速開關(guān)裝置產(chǎn)生的高頻能量通常會在比電子控制器的線路設(shè)計所固有地和企圖地產(chǎn)生的頻率高的一個頻率，此較高頻率可能落于一較寬的頻率范圍之內(nèi)，此范圍包括了射頻。此高頻能量可能在高速開關(guān)裝置之開關(guān)頻率的諧波頻率出現(xiàn)，如這是因為電壓與電流的非正弦型變動。
電子控制器可能為一中頻率級，其可能，例如，為直流電級。
若一電子控制器具有二或多級，其中第一級不產(chǎn)生高頻能量，此屏蔽可連回那些級之間的點，并位于產(chǎn)生高頻能量之級的輸入端。
特別地，若一電動機架框無法被用來當(dāng)作電屏蔽的至少一部分，例如因其需要接地，此屏蔽可包括一導(dǎo)電層，其包括在電動機繞阻之間并與繞阻絕緣，并包括相關(guān)電動機結(jié)構(gòu)之至少一些，如架框，定子芯，或與該電動機繞阻的位置有關(guān)聯(lián)的電動機轉(zhuǎn)子部分。因此，依據(jù)本發(fā)明，由電動機繞阻至電動機架框(如一接地架框)之射頻能量的耦合，與在該位置缺乏任何此種導(dǎo)電層的熟知結(jié)構(gòu)相較，被顯著地抑制了。
在一電動機繞阻與電動機的一部分之間的電屏蔽可為一疊片構(gòu)造。其可包含一導(dǎo)電材料層，夾于兩絕緣材料層之間。
當(dāng)考慮垂直于電動機繞阻長度之平面的橫向橫斷面時，電屏蔽最好被安排成全部包圍該電動機繞阻。繞阻與該屏蔽可實質(zhì)上全部位于電動機上之槽內(nèi)。在定子或電動機其他部分上之多個槽的每一個槽上的繞阻，最好每一個都由一電屏蔽所包圍。用于槽內(nèi)繞阻的屏蔽可相互連接，例如可憑藉沿縱向向槽端外延伸之每一屏蔽的至少一部分，以使一屏蔽的裸露部分與另一屏蔽的裸露部分有導(dǎo)電性的接觸。對于提供一線圈式相互連接的需要也因此可以避免。
一端繞阻屏蔽可被用于屏蔽來自架框及/或電動機之其他部分(如轉(zhuǎn)子)的端繞阻。
每一在定子或轉(zhuǎn)子之槽內(nèi)的電動機繞阻可被一如袖形的屏蔽所包圍；此套管可由疊片材料所制造，此疊片材料包含一導(dǎo)電層，其為鄰接于一絕緣材料層或夾于兩絕緣材料層之間?；蛄硗獾?，此繞阻可通過一電動機結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有部分與一附加元件而被屏蔽。在一定子或轉(zhuǎn)子之槽內(nèi)的繞阻可部分由定子或轉(zhuǎn)子心之結(jié)構(gòu)來屏蔽。部分由一覆蓋屏蔽來屏蔽，例如一條形覆蓋屏蔽，其延伸出繞阻之此部分而不鄰接于電動機的槽。該覆蓋屏蔽可與定子或轉(zhuǎn)子心相接觸，經(jīng)由此，其可連接回到高速開關(guān)裝置的輸入端，或其可被分離地連接。如此處所述關(guān)于袖形的屏蔽，此覆蓋屏蔽可為疊片結(jié)構(gòu)，且其可藉由一槽楔(slot wedge)來定位。更甚者，此槽楔可為導(dǎo)電材料，并被利用以實行屏蔽作用。
由前述，亦可了解是，本發(fā)明提供有，但不限于，一電動機，其中一電屏蔽為位于繞阻與電動機之至少一些其余結(jié)構(gòu)之間，此其余結(jié)構(gòu)有如電動機之架框或定子或轉(zhuǎn)子。配合前述本發(fā)明的特性，此電屏蔽較佳地連接到電子控制器用來控制電動機運轉(zhuǎn)。
當(dāng)三相交流感應(yīng)電動機被普遍使用，且本發(fā)明可用于此種電動機時，本發(fā)明并未將其應(yīng)用限定于任何特定的交流或直流電動機。因此，其可應(yīng)用于其他電動機，如交流永磁電動機與磁阻電動機。
本發(fā)明可被應(yīng)用于一電動機與一電動傳動裝置，此電動傳動裝置具有一電動機，其可由任何相位之交流電源或直流電源來供電。本發(fā)明在電源供應(yīng)有單獨的接地連結(jié)部的情況亦可實施，此接地連接部為不允許與設(shè)備上之電源，即，在電動傳動裝置上之供應(yīng)，的一個極相連接。
本發(fā)明之電動傳動裝置可包含一電子控制器，其中一電屏蔽(下稱一控制器屏蔽)被供給于控制器的高速開關(guān)裝置附近以接收由該開關(guān)裝置產(chǎn)生的射頻能量，并且其中該控制器屏蔽為連接于該開關(guān)裝置的輸入端。
特別較佳的是，該控制器屏蔽為位于高速開關(guān)裝置的端子附近，如位于此種端子與地之間。
此高速開關(guān)裝置可為一固態(tài)器件。其可被固定于一散熱座上，在此情形中，本發(fā)明則提供有一控制器屏蔽必須置于高速開關(guān)機構(gòu)與散熱座之間。
若此種電子控制器的種類為，其中的高速開關(guān)裝置為藉由一絕緣材料層而與一散熱座相絕緣。此控制器屏蔽可為一導(dǎo)電材料層，其為埋入于該絕緣材料層中，或夾在該層與一附加之絕緣材料層之間，此種控制器可以有一供高速開關(guān)裝置用的導(dǎo)電外殼，且此外殼還可連接至一端子，如控制器之電源輸入端子。
此高速開關(guān)裝置可為具有一底板的類型，其為與該高速開關(guān)裝置中產(chǎn)生射頻能量的部分內(nèi)部地絕緣。在此種情況中，此控制器屏蔽可由該底板構(gòu)成。一絕緣材料層可被置于底板屏蔽與散熱座之間。或另外地，此控制器屏蔽可為一插入于絕緣材料層內(nèi)之導(dǎo)電材料層，此絕緣材料層為位于底板與在使用時產(chǎn)生射頻能量之高速開關(guān)裝置的部分之間，或其可被夾在該絕緣材料層與附加的絕緣材料層之間。
此控制器屏蔽可為障壁層的形式，此障壁層對于由高速開關(guān)裝置至散熱座，或至例如為另一典型接地部件的射頻能量的直接傳導(dǎo)，提供了一實際障壁?；蛄硗獾?，此控制器屏蔽可包圍，即實質(zhì)上整個包含，高速開關(guān)裝置。
電子控制器可為一種類型，即其中之高速開關(guān)裝置被直接連接于散熱座，使得該散熱座可為已通電的。在此種電子控制器的情形下，本發(fā)明提出，高速開關(guān)裝置須與散熱座絕緣，且散熱座須連接于開關(guān)裝置的電源輸入端，以一種散熱座作用有如一控制器屏蔽的形態(tài)來連接。
本發(fā)明更教示此控制器屏蔽被在某一位置與電子控制器連接，此位置在高速開關(guān)裝置之電源輸入端。此連接可能至一控制器的電源輸入端，使用來自電力線的直接開關(guān)，或在反相器后使用一整流器的該電子控制器的情形下至直流鏈路的一極點，。
在控制器屏蔽與電子控制器電源輸入端之間的連接可經(jīng)由一電容器而生效，其電容值被選擇以在所考慮的射頻處，呈現(xiàn)低阻抗，而在對電動機之電源供應(yīng)頻率處，則呈現(xiàn)高阻抗。一電阻器可連接于控制器屏蔽與地之間以防止靜態(tài)電位的建立。
一電容器可被置于高速開關(guān)裝置的輸入端與二或多個屏蔽片段之間，此屏蔽部分包括電動傳動裝置的電屏蔽，例如與控制器，電動機及任何相互連接之電纜中的一個或多個相關(guān)聯(lián)的部分，及類似地，一電動機屏蔽部分的一或多個部分，若其為多部分形式。
本發(fā)明之具體例將僅藉例子而參考附圖來加以敘述，其中

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明之第一實施例的電動傳動裝置之輪廓；圖2為圖1之電動機之縱向剖視圖；圖3為在圖2之線3—3上的簡化剖面圖；圖4為在圖1之電動機內(nèi)的定子繞阻的橫向剖面圖；圖5詳細(xì)顯示了示于圖4之電屏蔽；圖6為在圖4之線6—6上的剖面圖；圖7為圖1之電動機的定子心部分末端的詳細(xì)視圖；圖8圖示圖1至圖7之實施例的屏蔽部分之一的變化；圖9圖示用于圖1之電動機傳動裝置的相互連接的變化；圖10顯示根據(jù)本發(fā)明之第二實施例的電動傳動裝置的輪廓；圖11顯示根據(jù)本發(fā)明之第三實施例的電動傳動裝置的輪廓；圖12顯示用于本發(fā)明之電動傳動裝置內(nèi)的高速開關(guān)裝置的一部分；圖13顯示結(jié)合圖12之開關(guān)裝置的電子控制器；圖14與15顯示用于圖13之控制器的一者擇一的開關(guān)裝置；圖16顯示可結(jié)合圖12，圖14或圖15之裝置的另一種電子控制器；圖17顯示用于圖12，14與15之裝置的相互連接的變化；圖18顯示根據(jù)本發(fā)明之另一實施例的電動傳動裝置的一部分；圖19顯示根據(jù)本發(fā)明之另一電動傳動裝置的輪廓。
在本發(fā)明之此實施例中，一電動傳動裝置(10)(參見圖1)包含一具有轉(zhuǎn)子(22)的三相交流電動機(11)，其速度被一電子控制器(12)所控制，此控制器之本質(zhì)可為已知的。此控制器(12)被連接于一外部三相電源供應(yīng)(17)。
此電動機(11)為一特殊結(jié)構(gòu)，其結(jié)合有一將在以下詳述的電屏蔽。
通常在熟知的結(jié)構(gòu)中，電動機的架框被直接接地，并導(dǎo)致射頻電流流入地面，而本發(fā)明的實施例中，為了確保安全的目的，電動機(11)可任選地具有一接地連接，但任何此種連接并未載有射頻電流。代替地，電動機具有一電屏蔽(9)，其為位于電動機架框內(nèi)并經(jīng)由一連接線(13)而與電子控制器(12)相連接，由此，耦合于屏蔽的離散射頻電流被歸返至控制器，并防止其流入接地系統(tǒng)。連接線(13)的連接至控制器的電源輸入端，也因此安至成為該控制器之一部分的高速開關(guān)裝置的輸入端。
電動機電屏蔽(9)包含3個電動機屏蔽部分，其皆在電動機之架框(8)內(nèi)，這些片段(參見圖2)為(i)用于位于定子(24)內(nèi)之槽(19)內(nèi)繞阻(23)的屏蔽組合(14)；(ii)用于定子芯末端的疊片末端屏蔽(15)；及(iii)導(dǎo)電繞阻端蓋屏蔽(16)。
屏蔽組合(14)(參見圖4及5)包含袖形的結(jié)構(gòu)(18)，其完全包圍在定子芯之槽(19)中的繞阻(23)，并沿著每一槽的全縱向長度延伸。
在圖5中可清晰看見，每一屏蔽(14)為一疊片結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包含一導(dǎo)電材料(20)層，夾在兩絕緣材料(21)層之間。此屏蔽(14)被用以取代，而非附加于，往往在定子槽內(nèi)成線開的層，通常的單獨材料層。
每屏蔽(14)縱向延伸過相應(yīng)之槽(19)的末端，使得鄰近屏蔽(14)的末端可以圖6所示的方式相互連接。因此，在一對鄰近槽(19)的末端，向著槽外，第一套管(14)的鄰近側(cè)壁部分(25a，25b)有一絕緣材料(20)層被移去以暴露出導(dǎo)電材料(20)層。一內(nèi)絕緣層(21)(即，靠近繞阻(23)的一層)被自一對鄰近側(cè)壁之一(25b)移除，而一外絕緣層(21)被自該對鄰近側(cè)壁之另一側(cè)壁(25a)移除。如此，當(dāng)裸露的側(cè)壁末端在定子芯的端面(26)上被折疊成平坦?fàn)?，此?dǎo)致了在端面上，有一由兩層導(dǎo)電材料(20)層構(gòu)成的三明治排列方式，其與一側(cè)壁(25a)的絕緣層(21)及該鄰近對的另一側(cè)壁(25b)之絕緣層(21)直接接觸，并位于兩者之間。
圖7顯示一對被屏蔽的底板(15)之一的一部分，每一底板用以在定子芯與端繞阻之間提供屏蔽。此板(15)可具有一電屏蔽，其可如參照圖5之上述所示地被建造。根據(jù)絕緣需求，導(dǎo)電材料(20)層可被放在板的一表面，或可被并入此板的結(jié)構(gòu)中。
每一傳導(dǎo)繞阻端蓋屏蔽(16)(參照圖2與3)亦可如參照圖5之上述所示地被實質(zhì)地建造。根據(jù)絕緣的需求，導(dǎo)電薄膜可被放在蓋的一表面，或被并入當(dāng)做一內(nèi)層。端蓋屏蔽(16)在端繞阻與電動機外殼(8)之間，提供了一屏蔽作用。
在前述之結(jié)構(gòu)中，每一屏蔽部分為由一構(gòu)件組成，此一構(gòu)件附加于電動機的標(biāo)準(zhǔn)，習(xí)知構(gòu)件上，或為一代替構(gòu)件，如用于繞阻(23)的屏蔽組合(14)，且此一構(gòu)件被提供以代替在繞阻與定子芯之間的標(biāo)準(zhǔn)的，單獨絕緣材料層。
在另一具體例中，現(xiàn)請參照圖8，一電動機之標(biāo)準(zhǔn)熟知部分，被用以提供，至少部分地提供，屏蔽部分之一。此電動機以類似參照圖1至圖7之上述所示之電動機的構(gòu)造方式被實質(zhì)地構(gòu)造。然而，在此定子芯(24)被用以提供該屏蔽部分的一部分，且熟知的絕緣材料(未圖示)被放在繞阻與定子芯之間，而不是對每一在定子芯槽內(nèi)的繞阻提供一具疊片與袖形構(gòu)造的屏蔽(14)(參見圖4)。
在電動機(11)的情況中，絕緣通常位于定子芯與架框之間，此架框通常接地。屏蔽亦遍及端繞阻，此對應(yīng)于圖2的屏蔽(16)。藉由連接定子芯回到控制器(12)之高速開關(guān)裝置的輸入端，每一槽(19)的底壁與側(cè)壁，如圖8之剖面圖所示，被用于屏蔽每一繞阻的三個邊。第四個邊，其為靠近一相應(yīng)槽(19)的開口之每一繞阻(23)的徑向內(nèi)邊，被一條形傳導(dǎo)屏蔽(27)所屏蔽，此條形傳導(dǎo)屏蔽被安排成其縱向邊緣與槽的相對側(cè)壁相接觸。此屏蔽(27)藉由一槽楔(28)定位，以熟知方式與繞阻(23)隔離。此屏蔽(27)經(jīng)由定子芯而連回控制器，而因此繞阻的所有4個邊皆被屏蔽，如圖8所示。
若電子控制器(12)并非鄰接于電動機(11)，使得連接其間的電纜(30)(參見圖1)有一定的長度且易于射出射頻能量，該電纜可被供給一屏蔽。該屏蔽至地面以習(xí)知方式來連接將會導(dǎo)致的電纜(30)之電源導(dǎo)線與屏蔽之間的電容，和在電動機繞阻與電動機之接地部分之間的電容一樣都具有來自傳動裝置之射頻增加的效應(yīng)。為避免或降低該效應(yīng)，環(huán)繞于電纜(30)的該屏蔽最好是連接于控制器(12)的一部分，此部分與電動機之屏蔽(9)所連接的部分相同。其可經(jīng)由前述的連接線(13)來連接。
除了直接連接，電動機(11)的電屏蔽及/或任何互連電纜(30)可經(jīng)由一電容器與控制器(12)相互連接。一適當(dāng)?shù)陌才艦槿鐖D9所示。一電容器(31)被包括在連接線(13)內(nèi)。一分泄電阻器(32)可任選地設(shè)置，在此情形下可置于地面與電容器的屏蔽端之間，以確保出現(xiàn)在屏蔽上的供電頻率電位較小，電阻器的值亦被選擇以確保沒有顯著的射頻電流接地。電容器(31)的值被選擇成在與射頻發(fā)散相關(guān)的頻率時，呈現(xiàn)低阻抗，在供電頻率，呈現(xiàn)高阻抗。
在本發(fā)明之第二具體例中，一電子控制器(40)(參見圖10)是中頻直流頻率級，其包含有一電容器(45)(也可用串聯(lián)兩電容器代替單一電容器(45))?？刂破鞯牡谝徊糠?41)用作電源(39)的整流器，第二部分(42)包括有一排功率晶體管或其他電源開關(guān)裝置，其可將直流電轉(zhuǎn)成交流電以驅(qū)動一交流電動機(43)。以上述之方式電動機(43)內(nèi)提供的電屏蔽(9’)經(jīng)由連接部(44)而連回至控制器，此連接部(44)，如圖示，在該部分(41，42)之間用作直流鏈路，并構(gòu)成至高速開關(guān)部分(42)的輸入端。
連接部(44)可在電動機(43)和控制器(40)之間提供直接連接，如圖10所示。此外，連接部(44)可包括一電容器(未圖示)，以一種類似圖9之電容器(31)的方式被納入圖1之連接部(13)內(nèi)。在圖10之連接部(44)內(nèi)所介紹的電容器相同地可以有一電容值，其在射頻發(fā)散的頻率時，呈現(xiàn)低阻抗，在供電頻率時，呈現(xiàn)高阻抗。優(yōu)選地一分泄電阻器(亦未圖示)可以類似圖9的安排中的分泄電阻器(32)之供應(yīng)方式，被置于地面及與連接部(44)相關(guān)之電容器的屏蔽端之間。
圖10之具體例的另一種變化被顯示于圖11中。圖10的單一反相電容器(45)被在控制器(40’)中串聯(lián)的兩電容器(45’)所取代，且電動機(43’)之屏蔽的連接部(44’)通向此兩電容器(45’)之間。此由導(dǎo)致了如圖9所安排之電容器(31)的益處，但不必僅為此目的而提供一附加的電容器。
除了如前述，將一電動機屏蔽(9)及任選地一互連電纜(30)的屏蔽連回至控制器(12，40)，之外，控制器可包括一高速開關(guān)裝置，其藉由一種為控制器屏蔽的屏蔽而同樣地被屏蔽以防接地，此控制器屏蔽藉高速開關(guān)裝置的輸入端與控制器連接。
此高速開關(guān)裝置可包括一固著于底板(51)上的半導(dǎo)體(50)(參見圖12)，此底板(51)藉由一插入的絕緣層(53)以一種習(xí)知方式與散熱座(52)外部絕緣。根據(jù)本發(fā)明，一電屏蔽(54)置于底板(51)與散熱座(52)之間。電屏蔽可藉由習(xí)知的絕緣層(53)而與底板(51)絕緣，并可藉由一附加的絕緣材料層(55)而與可能接地之散熱座絕緣。
控制器(12)可使用直接開關(guān)電力線之類型，在此種情形中(參照圖13)，控制器屏蔽(54)可經(jīng)由連接線(56)而與控制器之電源輸入端子(57)相連接。
若高速開關(guān)裝置為內(nèi)部絕緣型式，其中一半導(dǎo)體(60)藉由絕緣中插入層(62)而與底板(61)絕緣(參照圖14)，底板可當(dāng)做控制器屏蔽來使用，而一附加絕緣層(63)可被置于控制器屏蔽與散熱座(64)之間以絕緣兩者。
在一為內(nèi)部絕緣型式之高速開關(guān)裝置的另一結(jié)構(gòu)中(參照圖15)，底板(70)可直接裝在散熱座(71)上，且在半導(dǎo)體裝置(72)與底板之間的習(xí)知單一絕緣層可被兩絕緣層(73，74)中間夾有一單一屏蔽層(75)的三明治狀配置所取代。
在圖14與15之具體例中，各自的控制器屏蔽(61，75)經(jīng)由連接線(56)而連接至電源輸入端子(57)，如參照圖12與13之前述所示。
控制器為如參見圖10所述的種類，并具有一整流器部分(41)，其跟隨有一反相器部分(42)。在此情況下，圖12，14與15之高速開關(guān)裝置的相對控制器屏蔽(54，61，75)可被連接至直流鏈路的一極，如圖16所示。
控制器屏蔽(54，61，75)可直接連接至高速開關(guān)裝置的輸入端，如圖13與16所示，或其可經(jīng)過一電容器而相互連接。圖17顯示了一連接配置方式，其納入有一電容器(81)。此電容器(81)位在至控制器屏蔽(83)的連接部(80)與高速開關(guān)裝置(未圖示)之輸入端的連接部(84)之間。電容器(81)有一電容值，其被選擇為，在與射頻發(fā)散相關(guān)的頻率，呈現(xiàn)低阻抗，在供電頻率，呈現(xiàn)高阻抗。一分泄電阻器(82)被連接于連接部(80)與地面之間以做為防止靜態(tài)電位的建立。
通常為了電方面的安全起見，至少電動機的架框需要接地。然而，在某些情況下其并非一定，即能夠?qū)嶋H地在電動機的所有可接近的部分周圍，提供充分的絕緣。在此情況，本發(fā)明表示有，并不永遠需要電動機內(nèi)提供前述的附加屏蔽(14，15，16)，且電動機結(jié)構(gòu)或適當(dāng)部分，如定子及/或架框及/或轉(zhuǎn)子，可連接至控制器，使得耦合于該電動機結(jié)構(gòu)的離散射頻電流被回饋至控制器。該連接方式可為直接的，如參照圖1或圖10所述的，或其可為非直接的，如參照圖9所述的，經(jīng)由一電容器來實現(xiàn)。
圖18顯示一電動傳動裝置的范例，其中電動機(90)的全部習(xí)知部分被當(dāng)作一屏蔽，其被連接(91)回至高速開關(guān)裝置的輸入端。電絕緣(92)隔絕了電動機與地面；輸出軸(93)亦裝備有一為絕緣體的部分(94)。
圖19顯示了一種電動傳動裝置(100)，其中一電動機(101)與一電子控制器(102)為藉由一電纜(103)而相互連接。電動機，控制器與電纜每一被提供有各自的屏蔽片段(101’，102’，103’)，且此三個屏蔽片段藉由一與控制器的電源輸入端(105)連接的連接線(104)而相互連接。通常電動機屏蔽片段(101’)可包括多個屏蔽件(如，用于核心槽內(nèi)的繞阻及端繞阻)，但替換地，其可由至少電動機的架框所組成，在另一種可選擇的配置方式中，可了解到，連接線(104)可連接至控制器(102)內(nèi)的中間層。
由本發(fā)明所達成的抑制射頻發(fā)散的程度，可避免對濾波器的需要或允許使用較迄今為止更小，也因此更便宜的濾波器，及/或較小的漏地電流。
權(quán)利要求
1.一種抑制來自電動傳動裝置(10)之射頻散發(fā)的抑制方法，此電動傳動裝置包含有一電子控制器(12；40；40’；102)與一電動機(11；43；43’；101)，此電子控制器包含有一產(chǎn)生高頻能量的高速開關(guān)裝置，且來自電力源的電力經(jīng)由該電子控制器而供應(yīng)至電動機中，該方法包含提供一電屏蔽(9；9’；14，15，16；54；61；75；101’，102’，103’)以吸收在使用時，自電動傳動裝置之至少一部分射出的射頻能量，其特征為，該方法包含電氣連接該電屏蔽回到該開關(guān)裝置的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述之方法，其中，電屏蔽(9；9’)的用法為，電屏蔽至少基本上完成包圍在使用時，射頻能量會自其射出之電動機(11；43；43’)的一部分。
3.一包含有一電子控制器(12；40；40’；102)與一電動機(11；43；43’；101)的電動傳動裝置(10)，此電子控制器包含有一產(chǎn)生高頻能量的高速開關(guān)裝置，且來自電力源的電力經(jīng)由該電子控制器而供應(yīng)至電動機中，其特征為，在使用時，自電動傳動裝置之至少一部分中射出的射頻能量，被一電屏蔽(9；9’；14，15，16；54；61；75；101’，102’，103’)所接收，此電屏蔽被連接回到該開關(guān)裝置的輸入端。
4.如權(quán)利要求3所述的電動傳動裝置，其中，至少電動機(11；43；43’；101)及位于電子控制器與電動機之間的任何控制器輸出電纜(30；103)或類似的相互連接裝置為不具有一接地屏蔽。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電動傳動裝置，其中，電屏蔽包含有一電動傳動裝置之結(jié)構(gòu)的習(xí)知部分(24；61)。
6.如權(quán)利要求3至5之任何一項所述的電動傳動裝置，其中，電屏蔽包含一元件(14，15，16；27)，其為附加于習(xí)知電動傳動裝置的結(jié)構(gòu)上。
7.如權(quán)利要求3至6之任何一項所述的電動傳動裝置，其中，至少，該電屏蔽(9，9’)基本上完全包圍在使用時射頻能量會自其射出之電動機(11，43，43’)的一部分。
8.如權(quán)利要求3至7之任何一項所述的電動傳動裝置，其中，電動機包括有一電屏蔽，此電屏蔽為由至少由電動機之架框，定子(24)與轉(zhuǎn)子構(gòu)件之一所組成，并被配置用以接收由該電動機之電繞阻所射出之射頻能量。
9.如權(quán)利要求3至8之任何一項所述的電動傳動裝置，其包含有一用以將電能從控制器(102)傳送至電動機(101)的相互連接裝置(103)，相互連接裝置，控制器與電動機的每一個被提供有一屏蔽(103’，102’，101’)以接收由相應(yīng)的相互連接裝置，控制器與電動機的至少一部分所射出的射頻能量。且每一該屏蔽(103’，102’，101’)為被連接回到高速開關(guān)裝置的輸入端。
10.如權(quán)利要求3至9之任何一項所述之電動傳動裝置，其中，電容裝置(31；45’；81)被置于該電屏蔽與該電子控制器或該控制器之外部電源之間，該電容裝置被配排以確保電屏蔽不與外部電源或任何其他通電點直接連接，且廬電容裝置具有一電容值，在與射頻發(fā)散相關(guān)連的頻率，呈現(xiàn)低阻抗，在外部電源供應(yīng)的頻率時，呈現(xiàn)高阻抗。
11.如權(quán)利要求3至10之任何一項所述之電動傳動裝置，其中，電子控制器(40；40’)具有至少兩級(41，42)，其第一級(41)不產(chǎn)生高頻能量，而該電屏蔽(9’)被連回此些級之間的一點上，其為產(chǎn)生高頻能量之級(42)的輸入端。
12.如權(quán)利要求3至11之任何一項所述之電動傳動裝置，其中，電屏蔽(14)為一疊片構(gòu)造的導(dǎo)電層(20)，此疊片構(gòu)造包含有一其至少一表面為鄰接于一絕緣材料(21)層的導(dǎo)電材料層，該電屏蔽至少部分地被置于電動機繞阻(23)與相關(guān)之電動機結(jié)構(gòu)(24)之間。
13.如權(quán)利要求3至12之任何一項所述之電動傳動裝置，其中電屏蔽包含有一控制器屏蔽(54，61；75)，其位于高速開關(guān)裝置的附近，以吸收由該開關(guān)裝置產(chǎn)生的射頻能量，該控制器屏蔽被連接(56)至該開關(guān)裝置的輸入端。
14.如權(quán)利要求13所述之電動傳動裝置，其中，該控制器屏蔽置于地與高速開關(guān)裝置的端子之間。
15.如權(quán)利要求13或14所述之電動傳動裝置，其中，高速開關(guān)裝置為裝于一散熱座(52；64；71)上，且電屏蔽(54；61；75)被置于該高速開關(guān)裝置與散熱座之間提供一實際障壁，以防止高速開關(guān)裝置之射頻能量的直接傳送至散熱座提供一實際障壁。
16.如權(quán)利要求13至15所述之電動傳動裝置，其中，該控制器屏蔽實質(zhì)上完全包含高速開關(guān)裝置。
17.一種電動機，其特征為，包含有一電屏蔽(14；24；27)，置于電動機繞阻(23)與電動機之其余結(jié)構(gòu)(8)之間。
18.如權(quán)利要求17所述之電動機，其中，電動機繞阻在電動機結(jié)構(gòu)之一部分的多個槽的每一個槽內(nèi)，且第一個繞阻都被一電屏蔽(14；24，27)所包圍。
全文摘要
在一電動傳動裝置(10)與一抑制來自電動傳動裝置的射頻發(fā)散的方法內(nèi)，此電動傳動裝置包含有一電動機(11；43；43′；101)，其為經(jīng)由一電子控制器(12；40；40′；102)而被供給電力，此電子控制器包含有一產(chǎn)生高頻能量的高速開關(guān)機構(gòu)，一電屏蔽(9；9′；14，15，16；54；61；75；101′，102′，103′)被供給以接收射頻能量并被連接回高速開關(guān)裝置的輸入端。
文檔編號G12B17/00GK1124543SQ9519020
公開日1996年6月12日 申請日期1995年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月8日
發(fā)明者科林·哈吉斯 申請人:控制技術(shù)Plc公司