專利名稱：具有集成的冷卻劑溫度傳感器的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例性實(shí)施例涉及電機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及具有集成的冷卻劑溫度傳感器的電機(jī)。
背景技術(shù)：
電機(jī)通過(guò)流過(guò)定子的電能做功以在轉(zhuǎn)子中引起電動(dòng)力。電動(dòng)力在轉(zhuǎn)子處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)用于驅(qū)動(dòng)各種外部裝置。當(dāng)然，還能夠利用電機(jī)通過(guò)輸入功發(fā)電。在任一情況下，電機(jī)目前都以越來(lái)越高的速度產(chǎn)生越來(lái)越大的輸出，并且設(shè)計(jì)為更小的包裝。高的功率密度和速度常常導(dǎo)致嚴(yán)苛的操作條件，比如高的內(nèi)部溫度、振動(dòng)等等。因此，很多常見(jiàn)的電機(jī)包括傳感器，這些傳感器監(jiān)控例如定子溫度等等。傳感器通常采取安裝至定子的端部線匝部分的溫度傳感器的形式。傳感器包括聯(lián)接至例如讀取和/或記錄感測(cè)數(shù)據(jù)的控制器的分離的線束。

發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了一種電機(jī)，包括殼體、安裝在所述殼體內(nèi)的定子、相對(duì)于所述定子可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子、以及與所述殼體流體連接的冷卻劑系統(tǒng)。所述冷卻劑系統(tǒng)輸送冷卻劑流穿過(guò)所述殼體。冷卻劑溫度傳感器布置在所述殼體內(nèi)并且暴露于所述冷卻劑流。 所述冷卻劑溫度傳感器構(gòu)造為且設(shè)置為檢測(cè)所述殼體中的所述冷卻劑的溫度。還公開(kāi)了一種操作電機(jī)的方法。所述方法包括使轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)， 使冷卻劑流傳輸穿過(guò)所述殼體，測(cè)量所述冷卻劑的溫度，以及基于所測(cè)量的冷卻劑溫度調(diào)節(jié)所述冷卻劑流。


以下描述不應(yīng)當(dāng)視為以任何方式進(jìn)行限制。參照附圖，相似的元件標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記圖I是根據(jù)示例性實(shí)施例的包括集成的冷卻劑溫度傳感器的電機(jī)的側(cè)視截面圖； 以及圖2是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的包括集成的冷卻劑溫度傳感器的電機(jī)的側(cè)視截面圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，以示例而非限制的方式在此提供所公開(kāi)的設(shè)備及方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述。示例性實(shí)施例提供了直接集成到電機(jī)內(nèi)的溫度傳感器。溫度傳感器設(shè)置在電機(jī)內(nèi)并且監(jiān)控冷卻劑溫度。監(jiān)控冷卻劑溫度通過(guò)提供對(duì)需要更多或更少冷卻的指示而增強(qiáng)機(jī)器的可靠性。監(jiān)控冷卻劑溫度還提供對(duì)冷卻劑狀況的指示。冷卻劑如果暴露于高于特定水平的溫度則可能劣化或失去潤(rùn)滑特性。因而，能夠基于冷卻劑溫度調(diào)節(jié)冷卻劑流。更高的冷卻劑溫度可以指示需要更多冷卻劑流，更低的冷卻劑溫度可以指示需要更少冷卻劑流。減小到電機(jī)中的冷卻劑流導(dǎo)致用于生成冷卻劑流的相應(yīng)的泵、風(fēng)扇等所需的功相應(yīng)地減小。減小輔助裝置上的操作負(fù)載增強(qiáng)電機(jī)的總操作效率。而且，將溫度傳感器集成到電機(jī)內(nèi)消除了對(duì)于另外的線束或另外的外部連接的任何需求，這些線束或外部連接增大費(fèi)用、復(fù)雜性和潛在故障點(diǎn)的總數(shù)量。圖I中以2整體地表示根據(jù)示例性實(shí)施例的電機(jī)。電機(jī)2包括殼體4，該殼體具有第一和第二側(cè)壁6和7，所述第一和第二側(cè)壁通過(guò)第一端部壁8和第二端部壁或蓋10相連接以共同限定出內(nèi)部部分12。第一側(cè)壁6包括內(nèi)表面16，第二側(cè)壁7包括內(nèi)表面17。此刻，應(yīng)當(dāng)理解，殼體4還能夠構(gòu)建為包括具有連續(xù)內(nèi)表面的單個(gè)側(cè)壁。電機(jī)2還示出為包括布置在第一側(cè)壁6的內(nèi)表面16和第二側(cè)壁7的內(nèi)表面17處的定子24。定子24包括本體 28，所述本體具有延伸到第二端部部分30的第一端部部分29，所述本體支承多個(gè)線圈36。 線圈36包括第一端部線匝部分40和第二端部線匝部分41。電機(jī)2還示出為包括可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體4內(nèi)的軸54。軸54包括經(jīng)居中部分59 延伸到第二端部57的第一端部56。第一端部56通過(guò)第一軸承63相對(duì)于第二端部壁10可旋轉(zhuǎn)地支承，第二端部57通過(guò)第二軸承64相對(duì)于第一端部壁8可旋轉(zhuǎn)地支承。軸54支承可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體4內(nèi)的轉(zhuǎn)子70。轉(zhuǎn)子70包括相對(duì)于居中部分59固定的轂74以及轉(zhuǎn)子疊片組件79。轉(zhuǎn)子疊片組件79包括多個(gè)疊片，其中的一個(gè)以84表示。疊片84被堆疊并對(duì)準(zhǔn)以限定轉(zhuǎn)子疊片組件79的外徑表面87。電機(jī)2通過(guò)線束99電連接至馬達(dá)控制面板97。線束99包括多個(gè)電導(dǎo)體，其中的一個(gè)以104表示，這些電導(dǎo)體使定子24與布置在馬達(dá)控制面板97中的具有端子(未示出) 的電源108電聯(lián)接。馬達(dá)控制面板97還容置控制器114，可以利用該控制器控制電機(jī)啟動(dòng)、 電機(jī)速度和/或電機(jī)關(guān)閉，以及各種其他操作參數(shù)。在所示的示例性實(shí)施例中，控制器114 聯(lián)接到冷卻劑系統(tǒng)120上，該冷卻劑系統(tǒng)輸送諸如油、空氣流等的冷卻劑流穿過(guò)殼體4。應(yīng)當(dāng)理解，“穿過(guò)”是指，冷卻劑系統(tǒng)120可以構(gòu)造為使諸如空氣或油之類的冷卻劑流直接傳輸?shù)睫D(zhuǎn)子70、第一和第二軸承63和64和/或定子24的第一和第二端部線匝部分40和41 上，或者間接地穿過(guò)殼體4,比如使冷卻劑流動(dòng)穿過(guò)如圖2中所示的水套125,其中，相同的附圖標(biāo)記表示在相應(yīng)的視圖中的相應(yīng)的部件。在所示的示例性實(shí)施例中，冷卻劑系統(tǒng)120 包括穿過(guò)側(cè)壁6的冷卻劑入口 130和在側(cè)壁7處穿過(guò)第一端壁8的冷卻劑出口 135。當(dāng)然， 應(yīng)當(dāng)理解，冷卻劑入口 130和冷卻劑出口 135的具體形式和位置能夠改變。根據(jù)示例性實(shí)施例，電機(jī)2包括布置為與冷卻劑入口 130相鄰布置的第一冷卻劑溫度傳感器150。第一冷卻劑溫度傳感器150包括感測(cè)表面155，該感測(cè)表面暴露于傳輸穿過(guò)冷卻劑入口 130的冷卻劑流。電機(jī)2還示出為包括布置在冷卻劑出口 135處的第二冷卻劑溫度傳感器160。第二冷卻劑溫度傳感器160包括感測(cè)表面165，該感測(cè)表面暴露于從殼體4傳輸穿過(guò)冷卻劑出口 135的冷卻劑流。第一和第二冷卻劑溫度傳感器150和160經(jīng)由第一和第二感測(cè)線路170和180電聯(lián)接到控制器114上，該第一和第二感測(cè)線路沿著側(cè)部電導(dǎo)體104通過(guò)線束99。第一和第二冷卻劑溫度傳感器150和160采取熱敏電阻器的形式。但是，應(yīng)當(dāng)理解，也能夠采用諸如電阻溫度裝置(RTD)和熱電偶之類的其他溫度接觸式感測(cè)裝置和諸如紅外傳感器之類的非接觸式感測(cè)裝置。
利用該布置，控制器114監(jiān)控進(jìn)入和離開(kāi)殼體4的冷卻劑流。更具體地，控制器114 確定進(jìn)入殼體4的冷卻劑流的溫度與離開(kāi)殼體4的冷卻劑流的溫度之間的溫差?；谠摐夭?，控制器114確定從電機(jī)2排放到冷卻劑流內(nèi)的熱量的量?？刂破?14將基于該溫差調(diào)節(jié)冷卻劑流，或電機(jī)的操作參數(shù)。例如，如果排放到冷卻劑內(nèi)的熱量的量高于預(yù)定水平，則控制器114可以減小電機(jī)2的操作功率和/或增大冷卻劑流以提高操作效率和/或從電機(jī) 2的輸出。相反，如果排放到冷卻劑流內(nèi)的熱量的量低于預(yù)定水平，則控制器114可以增大操作功率或者減小冷卻劑流以增強(qiáng)操作效率?？刂破?14還可以基于冷卻劑的出口溫度調(diào)節(jié)馬達(dá)性能以使暴露于升高的溫度最小化。盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以形成各種變化，并且等同物可以替代其元件而不偏離本發(fā)明的范圍。另外，對(duì)本發(fā)明的教導(dǎo)可以形成多種變型以適應(yīng)特定的環(huán)境或材料而不偏離本發(fā)明的主要范圍。由此旨在本發(fā)明不被限制于所公開(kāi)的作為被構(gòu)思來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式的具體實(shí)施例，相反，本發(fā)明包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī),包括殼體；安裝在所述殼體內(nèi)的定子；相對(duì)于所述定子可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子；與所述殼體流體連接的冷卻劑系統(tǒng)，所述冷卻劑系統(tǒng)輸送穿過(guò)所述殼體的冷卻劑流；以及布置在所述殼體內(nèi)并且暴露于所述冷卻劑流的冷卻劑溫度傳感器，所述冷卻劑溫度傳感器構(gòu)造為且設(shè)置為檢測(cè)所述殼體中的所述冷卻劑的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其中，所述冷卻劑系統(tǒng)包括使所述冷卻劑流流到所述殼體內(nèi)的冷卻劑入口和從所述殼體輸送所述冷卻劑流的冷卻劑出口，所述冷卻劑溫度傳感器布置在所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口中的一個(gè)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，還包括布置在所述殼體內(nèi)的另一冷卻劑溫度傳感器， 所述另一冷卻劑溫度傳感器布置在所述冷卻劑入口和所述冷卻劑出口中的另一個(gè)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)，還包括包括電源和控制器的馬達(dá)控制面板，所述電機(jī)通過(guò)線束與所述馬達(dá)控制面板電連接，所述線束包括電導(dǎo)體和感測(cè)線路，其中所述電導(dǎo)體使所述定子與所述電源電聯(lián)接，所述感測(cè)線路使所述控制器與所述冷卻劑溫度傳感器電聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其中，所述溫度傳感器是非接觸式溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其中，所述非接觸式溫度傳感器是紅外傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其中，所述冷卻劑溫度傳感器與所述冷卻劑流直接接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)，其中，所述冷卻劑溫度傳感器是熱敏電阻器和電阻溫度裝置(RTD)中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其中，所述冷卻劑流是液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其中，所述液體是油、水和含有乙二醇的混合物中的一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其中，所述冷卻劑流包括空氣。
12.—種操作電機(jī)的方法，所述方法包括使轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)；使冷卻劑流傳輸穿過(guò)所述殼體；測(cè)量所述冷卻劑流的溫度；以及基于所述冷卻劑的測(cè)量溫度調(diào)節(jié)所述冷卻劑流。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括從所述殼體引導(dǎo)所述冷卻劑流；以及測(cè)量從所述殼體流過(guò)的所述冷卻劑流的溫度。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，確定進(jìn)入所述殼體的所述冷卻劑流的測(cè)量溫度與從所述殼體流出的所述冷卻劑流的測(cè)量溫度之間的溫差。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，測(cè)量所述冷卻劑流的溫度包括直接測(cè)量所述冷卻劑流的溫度。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，直接測(cè)量所述冷卻劑流的溫度包括通過(guò)熱敏電阻器和電阻溫度裝置(RTD)中的一種測(cè)量所述冷卻劑流的溫度。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，測(cè)量所述冷卻劑流的溫度包括間接測(cè)量所述冷卻劑流的溫度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，間接測(cè)量所述冷卻劑流的溫度包括通過(guò)紅外溫度傳感器測(cè)量所述冷卻劑流的溫度。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，引導(dǎo)所述冷卻劑流穿過(guò)所述殼體包括使冷卻劑傳輸進(jìn)入所述殼體內(nèi)。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，引導(dǎo)所述冷卻劑流穿過(guò)所述殼體包括使空氣流傳輸進(jìn)入所述殼體內(nèi)。
全文摘要
一種電機(jī)，包括殼體、安裝在所述殼體內(nèi)的定子、相對(duì)于所述定子可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子、以及與所述殼體流體連接的冷卻劑系統(tǒng)。所述冷卻劑系統(tǒng)輸送冷卻劑流穿過(guò)所述殼體。冷卻劑溫度傳感器布置在所述殼體內(nèi)并且暴露于所述冷卻劑流。所述冷卻劑溫度傳感器構(gòu)造為且設(shè)置為檢測(cè)所述殼體中的所述冷卻劑的溫度。
文檔編號(hào)H02K9/00GK102594021SQ20121000975
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者B·D·錢(qián)伯林, D·A·富爾頓 申請(qǐng)人:瑞美技術(shù)有限責(zé)任公司