专利名称：具有集成的冷却剂高度传感器的电机的制作方法
技术领域：
示例性实施例涉及电机领域，更具体地，涉及具有集成的冷却剂高度传感器的电机。
背景技术：
电机通过穿过定子的电能做功以在转子中引起电动力。电动力在转子处产生旋转力。转子的旋转用于驱动各种外部装置。当然，还能够利用电机通过输入功发电。在任一情况下，电机目前都以越来越高的速度产生越来越大的输出，并且设计为更小的包装。高的功率密度和速度常常导致严苛的操作条件，比如高的内部温度、振动等等。因此，很多常见的电机包括构造为降低内部部件的温度的冷却剂系统。冷却剂系统包括气流系统、水基冷却剂系统、油基冷却剂系统以及乙二醇基冷却剂系统。气流系统通常包括引导对流气流通过电机的风扇。水基冷却剂系统通常使水循环通过绕电机延伸的套。油基系统将油或其他形式的冷却剂直接引入电机内。冷却剂流动到例如定子线圈上并且积聚在机器的下部分中。冷却剂随后被引导至热交换构件。热交换构件从冷却剂提取出所带的热量。冷却剂随后流回电机。
发明内容
公开了一种电机，其包括具有冷却剂收集区域的壳体、安装在所述壳体内的定子、相对于所述定子可旋转地安装在所述壳体内的转子组件以及布置在所述冷却剂收集区域处的冷却剂高度传感器。所述冷却剂高度传感器包括构造为且设置为检测在所述冷却剂收集区域中积聚的冷却剂的高度的感测表面。还公开了一种操作电机的方法，所述方法包括使冷却剂流入所述电机的壳体的内部部分中，以及通过布置在所述壳体处的冷却剂高度传感器感测在所述内部部分内的冷却剂收集区域中的冷却剂的高度。
以下描述不应当视为以任何方式进行限制。参照附图，相似的元件标以相同的附图标记图I绘出了根据示例性实施例的包括集成的冷却剂高度传感器的电机；以及图2绘出了根据示例性实施例的另一方面的包括集成的冷却剂高度传感器的电机。
具体实施例方式参照附图，以示例而非限制的方式在此提供所公开的设备及方法的一个或多个实施例的详细描述。示例性实施例提供了直接集成到电机内的冷却剂高度传感器。冷却剂高度传感器在积聚冷却剂的区域处设置在机器壳体的下部分处。冷却剂传感器向控制器提供指示电机中冷却剂的高度的反馈。基于冷却剂的高度，控制器调节流入电机内的冷却剂流。以该方式，控制器确保冷却剂不会升高到可能与电机中的活动部件相干扰的高度。更具体地，与活动部件相干扰或进入活动部件与静止部件之间的空气间隙内的冷却剂可能导致操作效率的明显降低。另外，暴露在活动部件中可能导致冷却剂的分解，或者冷却剂可能被导致改变状态，或者空气可能被弓I入冷却剂内。空气的引入能够导致冷却剂泡沫化并且失去所有热承载能力，或者导致经受对轴承、齿轮等等的润滑性能的劣化。附图中以2整体地表示根据示例性实施例的电机。电机2包括壳体4，该壳体具有通过第一端壁8和第二端壁或盖10相连接的第一和第二侧壁6和7以共同限定内部部分
12。第一侧壁6包括内表面16，第二侧壁7包括内表面17。此刻，应当理解，壳体4还能够构建为包括具有连续内表面的单个侧壁。此外，第一端壁8包括内表面20，第二端壁10包括内表面22。电机2还不出为包括布置在第一侧壁6的内表面16和第二侧壁7的内表面 17处的定子24。定子24包括本体28，该本体具有延伸到第二端部部分30的第一端部部分 29，该第二端部部分支承多个线圈36。线圈36包括第一端部线匝部分40和第二端部线匝部分41。电机2还示出为包括可旋转地支承在壳体4内的轴54。轴54包括经居中部分59 延伸到第二端部57的第一端部56。第一端部56通过第一轴承63相对于第二端壁10可旋转地支承，第二端部57通过第二轴承64相对于第一端壁8可旋转地支承。轴54支承可旋转地安装在壳体4内的转子组件70。转子组件70包括相对于居中部分59固定的毂74 以及转子叠层组件79。转子叠层组件79包括被堆叠并对准以限定外径表面87的多个叠层84。在所示的示例性实施例中，转子叠层组件79还包括嵌入叠层84内的一系列永磁体 90。这样，电机2采取永磁体电机的形式。但是，应当理解，根据示例性实施例的电机能够米取多种形式。电机2通过电缆99电连接至马达控制面板97，该电缆包括多个电导体，其中的一个以104表示，这些电导体使定子24与布置在马达控制面板97中的具有端子(未示出) 的电源108电联接。马达控制面板97还容置具有存储器115的控制器114，可以利用该控制器控制马达启动、马达速度和/或马达关闭，以及如将在下面更全面讨论的各种其他操作参数。在所示的示例性实施例中，控制器114联接到冷却剂系统120上，该冷却剂系统输送诸如含油的混合物的冷却剂124穿过壳体4。应当理解，“穿过”是指，冷却剂系统120不但可以构造为将冷却剂流直接引导到壳体4内和/或引导到第一和第二轴承63和64上， 而且还可以构造为将冷却剂流引导到定子24的第一和第二端部线匝部分40和41上。冷却剂124穿过设置在例如侧壁6上的入口(未示出)进入壳体4并且穿过设置在侧壁7上的出口(也未示出)离开壳体4。这样，在操作期间，冷却剂124积聚在位于内部部分12的下部分(未单独标记)处的冷却剂收集区或区域126。根据示例性实施例，电机2包括冷却剂高度传感器130，该冷却剂高度传感器在所示的示例性实施例中安装到第二端壁8的内表面20上。更具体地，冷却剂高度传感器130 在冷却剂收集区域126处安装在内部部分12的下部分中。根据示例性实施例的一个方面， 冷却剂高度传感器130采取电容式传感器135的形式，该电容式传感器具有直接感测冷却剂收集区域126中的冷却剂高度的感测表面138。电容式传感器135通过感测线路137给控制器114提供代表冷却剂收集区域126中的冷却剂124的高度的信号。更具体地，当冷却剂124在冷却剂收集区域126中升高而沿着感测表面138移动时，电容式传感器124的电容改变。电容的改变导致传递给控制器114的电压/电流的改变。将电压/电流的改变与存储在存储器115中的对照表中的数据进行比较，并且使该电压/电流的改变与冷却剂收集区域126中的冷却剂124的高度相关联。根据图2中所示的示例性实施例的另一方面， 其中相同的附图标记指的是相应视图中的对应部件，电机2示出为包括冷却剂高度传感器 160，该冷却剂高度传感器在冷却剂收集区域126处安装至第一端壁8的外表面上。冷却剂高度传感器160采取电容式传感器的形式，该电容式传感器具有在不直接暴露给冷却剂的情况下检测冷却剂收集区域126中的冷却剂的高度的感测表面165。当然，应当理解，还能够采用其他形式的传感器。以该方式，控制器114随后能够基于冷却剂收集区域126中的冷却剂高度控制电机2中的冷却剂传输。调节冷却剂流确保冷却剂124不会升高到抵达内部部分12中的活动部件的高度。除控制冷却剂流以外，控制器114还在冷却剂升高到高于内部部分12中的预定高度或下降到低于该内部部分中的预定高度的情况下提供警告并且可以构造为启动电机的停止。这样，冷却剂高度传感器130还提供可能存在于冷却剂入口处或在冷却剂入口的上游处或在冷却剂出口的下游处的任意阻塞或流动限制的指示。以该方式，冷却剂高度传感器130与控制器114 一起增强电机2的总操作寿命。更具体地，控制器114不但确保内部部件被正确润滑并能够不受限制地旋转；而且添加冷却剂高度传感器确保冷却剂不会经受可能导致过早损坏的作用力，或者确保电机不以过量的冷却剂(能够使操作恶化) 操作。尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以形成各种变化，并且等同物可以替代其元件而不偏离本发明的范围。另外，对本发明的教导可以形成多种变型以适应特定的环境或材料而不偏离本发明的主要范围。由此旨在本发明不被限制于所公开的作为被构思来执行本发明的最佳模式的具体实施例，相反，本发明包括落入权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种电机,包括具有冷却剂收集区域的壳体；安装在所述壳体内的定子；相对于所述定子可旋转地安装在所述壳体内的转子组件；以及布置在所述冷却剂收集区域处的冷却剂高度传感器，所述冷却剂高度传感器包括构造为且设置为检测在所述冷却剂收集区域中积聚的冷却剂的高度的感测表面。
2.根据权利要求I所述的电机，其中，所述冷却剂高度传感器是电容式传感器。
3.根据权利要求I所述的电机，还包括构造为且设置为引导冷却剂流穿过所述壳体的冷却剂系统。
4.根据权利要求3所述的电机，还包括控制器，所述控制器被构造为且设置为基于由所述冷却剂高度传感器感测的冷却剂高度来输送穿过所述壳体的所述冷却剂流。
5.根据权利要求I所述的电机，其中，所述壳体包括限定内部部分的多个侧壁，所述冷却剂高度传感器在所述冷却剂收集区域中布置在所述多个侧壁中的一个的内表面上。
6.根据权利要求I所述的电机，其中，所述壳体包括限定内部部分的多个侧壁，所述冷却剂高度传感器在所述冷却剂收集区域处布置在所述多个侧壁中的一个的外表面上。
7.一种操作电机的方法，所述方法包括使冷却剂流入所述电机的壳体的内部部分内；以及通过布置在所述壳体处的冷却剂高度传感器感测在所述内部部分内的冷却剂收集区域中的冷却剂的高度。
8.如权利要求7所述的方法，还包括从所述冷却剂高度传感器向控制器发送指示所述冷却剂收集区域中的冷却剂高度的信号。
9.如权利要求7所述的方法，还包括基于所述冷却剂收集区域中的所述冷却剂高度控制所述冷却剂流。
10.如权利要求7所述的方法，还包括如果在所述冷却剂收集区域中的冷却剂升高到高于预定高度则发出警告信号。
11.如权利要求10所述的方法，还包括如果在所述冷却剂收集区域中的冷却剂升高到高于所述预定高度则启动电机的关闭。
12.如权利要求7所述的方法，其中，感测在所述冷却剂收集区域中的冷却剂高度包括感测所述冷却剂高度传感器的电容的变化。
13.如权利要求7所述的方法，还包括如果在所述冷却剂收集区域中的冷却剂下降到低于预定高度则发出警告信号。
14.如权利要求7所述的方法，其中，感测在所述冷却剂收集区域中的冷却剂高度包括通过安装在所述壳体中的冷却剂高度传感器直接感测冷却剂的高度。
15.如权利要求7所述的方法，其中，感测在所述冷却剂收集区域中的冷却剂高度包括通过所述壳体的壁感测所述冷却剂高度。
全文摘要
一种电机，包括具有冷却剂收集区域的壳体、安装在所述壳体内的定子、相对于所述定子可旋转地安装在所述壳体内的转子组件、以及布置在所述冷却剂收集区域处的冷却剂高度传感器。所述冷却剂高度传感器包括构造为且设置为检测在所述冷却剂收集区域中积聚的冷却剂的高度的感测表面。
文档编号H02K11/00GK102594029SQ201210009588
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2011年1月14日
发明者B·D·钱伯林, D·A·富尔顿 申请人:瑞美技术有限责任公司