专利名称：具有集成的冷却剂温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温度传感器的电机。
背景技术：
电机通过流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传感器，这些传感器监控例如定子温度等等。传感器通常采取安装至定子的端部线匝部分的温度传感器的形式。传感器包括联接至例如读取和/或记录感测数据的控制器的分离的线束。
发明内容
公开了一种电机，包括壳体、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、以及与所述壳体流体连接的冷却剂系统。所述冷却剂系统输送冷却剂流穿过所述壳体。冷却剂温度传感器布置在所述壳体内并且暴露于所述冷却剂流。 所述冷却剂温度传感器构造为且设置为检测所述壳体中的所述冷却剂的温度。还公开了一种操作电机的方法。所述方法包括使转子在壳体内相对于定子旋转， 使冷却剂流传输穿过所述壳体，测量所述冷却剂的温度，以及基于所测量的冷却剂温度调节所述冷却剂流。
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是根据示例性实施例的包括集成的冷却剂温度传感器的电机的侧视截面图； 以及图2是根据另一示例性实施例的包括集成的冷却剂温度传感器的电机的侧视截面图。
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温度传感器。温度传感器设置在电机内并且监控冷却剂温度。监控冷却剂温度通过提供对需要更多或更少冷却的指示而增强机器的可靠性。监控冷却剂温度还提供对冷却剂状况的指示。冷却剂如果暴露于高于特定水平的温度则可能劣化或失去润滑特性。因而，能够基于冷却剂温度调节冷却剂流。更高的冷却剂温度可以指示需要更多冷却剂流，更低的冷却剂温度可以指示需要更少冷却剂流。减小到电机中的冷却剂流导致用于生成冷却剂流的相应的泵、风扇等所需的功相应地减小。减小辅助装置上的操作负载增强电机的总操作效率。而且，将温度传感器集成到电机内消除了对于另外的线束或另外的外部连接的任何需求，这些线束或外部连接增大费用、复杂性和潜在故障点的总数量。图I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，该壳体具有第一和第二侧壁6和7，所述第一和第二侧壁通过第一端部壁8和第二端部壁或盖10相连接以共同限定出内部部分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。电机2还示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，所述本体具有延伸到第二端部部分30的第一端部部分29，所述本体支承多个线圈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相对于第二端部壁10可旋转地支承，第二端部57通过第二轴承64相对于第一端部壁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70。转子70包括相对于居中部分59固定的毂74以及转子叠片组件79。转子叠片组件79包括多个叠片，其中的一个以84表示。叠片84被堆叠并对准以限定转子叠片组件79的外径表面87。电机2通过线束99电连接至马达控制面板97。线束99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还容置控制器114，可以利用该控制器控制电机启动、 电机速度和/或电机关闭，以及各种其他操作参数。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油、空气流等的冷却剂流穿过壳体4。应当理解，“穿过”是指，冷却剂系统120可以构造为使诸如空气或油之类的冷却剂流直接传输到转子70、第一和第二轴承63和64和/或定子24的第一和第二端部线匝部分40和41 上，或者间接地穿过壳体4,比如使冷却剂流动穿过如图2中所示的水套125,其中，相同的附图标记表示在相应的视图中的相应的部件。在所示的示例性实施例中，冷却剂系统120 包括穿过侧壁6的冷却剂入口 130和在侧壁7处穿过第一端壁8的冷却剂出口 135。当然， 应当理解，冷却剂入口 130和冷却剂出口 135的具体形式和位置能够改变。根据示例性实施例，电机2包括布置为与冷却剂入口 130相邻布置的第一冷却剂温度传感器150。第一冷却剂温度传感器150包括感测表面155，该感测表面暴露于传输穿过冷却剂入口 130的冷却剂流。电机2还示出为包括布置在冷却剂出口 135处的第二冷却剂温度传感器160。第二冷却剂温度传感器160包括感测表面165，该感测表面暴露于从壳体4传输穿过冷却剂出口 135的冷却剂流。第一和第二冷却剂温度传感器150和160经由第一和第二感测线路170和180电联接到控制器114上，该第一和第二感测线路沿着侧部电导体104通过线束99。第一和第二冷却剂温度传感器150和160采取热敏电阻器的形式。但是，应当理解，也能够采用诸如电阻温度装置(RTD)和热电偶之类的其他温度接触式感测装置和诸如红外传感器之类的非接触式感测装置。
利用该布置，控制器114监控进入和离开壳体4的冷却剂流。更具体地，控制器114 确定进入壳体4的冷却剂流的温度与离开壳体4的冷却剂流的温度之间的温差。基于该温差，控制器114确定从电机2排放到冷却剂流内的热量的量。控制器114将基于该温差调节冷却剂流，或电机的操作参数。例如，如果排放到冷却剂内的热量的量高于预定水平，则控制器114可以减小电机2的操作功率和/或增大冷却剂流以提高操作效率和/或从电机 2的输出。相反，如果排放到冷却剂流内的热量的量低于预定水平，则控制器114可以增大操作功率或者减小冷却剂流以增强操作效率。控制器114还可以基于冷却剂的出口温度调节马达性能以使暴露于升高的温度最小化。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；与所述壳体流体连接的冷却剂系统，所述冷却剂系统输送穿过所述壳体的冷却剂流；以及布置在所述壳体内并且暴露于所述冷却剂流的冷却剂温度传感器，所述冷却剂温度传感器构造为且设置为检测所述壳体中的所述冷却剂的温度。
2.根据权利要求I所述的电机，其中，所述冷却剂系统包括使所述冷却剂流流到所述壳体内的冷却剂入口和从所述壳体输送所述冷却剂流的冷却剂出口，所述冷却剂温度传感器布置在所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的一个处。
3.根据权利要求2所述的电机，还包括布置在所述壳体内的另一冷却剂温度传感器， 所述另一冷却剂温度传感器布置在所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的另一个处。
4.根据权利要求I所述的电机，还包括包括电源和控制器的马达控制面板，所述电机通过线束与所述马达控制面板电连接，所述线束包括电导体和感测线路，其中所述电导体使所述定子与所述电源电联接，所述感测线路使所述控制器与所述冷却剂温度传感器电联接。
5.根据权利要求I所述的电机，其中，所述温度传感器是非接触式温度传感器。
6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述非接触式温度传感器是红外传感器。
7.根据权利要求I所述的电机，其中，所述冷却剂温度传感器与所述冷却剂流直接接触。
8.根据权利要求7所述的电机，其中，所述冷却剂温度传感器是热敏电阻器和电阻温度装置(RTD)中的一种。
9.根据权利要求I所述的电机，其中，所述冷却剂流是液体。
10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述液体是油、水和含有乙二醇的混合物中的一种。
11.根据权利要求I所述的电机，其中，所述冷却剂流包括空气。
12.—种操作电机的方法，所述方法包括使转子在壳体内相对于定子旋转；使冷却剂流传输穿过所述壳体；测量所述冷却剂流的温度；以及基于所述冷却剂的测量温度调节所述冷却剂流。
13.如权利要求12所述的方法，还包括从所述壳体引导所述冷却剂流；以及测量从所述壳体流过的所述冷却剂流的温度。
14.如权利要求13所述的方法，确定进入所述壳体的所述冷却剂流的测量温度与从所述壳体流出的所述冷却剂流的测量温度之间的温差。
15.如权利要求13所述的方法，其中，测量所述冷却剂流的温度包括直接测量所述冷却剂流的温度。
16.如权利要求15所述的方法，直接测量所述冷却剂流的温度包括通过热敏电阻器和电阻温度装置(RTD)中的一种测量所述冷却剂流的温度。
17.如权利要求13所述的方法，测量所述冷却剂流的温度包括间接测量所述冷却剂流的温度。
18.如权利要求17所述的方法，其中，间接测量所述冷却剂流的温度包括通过红外温度传感器测量所述冷却剂流的温度。
19.如权利要求13所述的方法，引导所述冷却剂流穿过所述壳体包括使冷却剂传输进入所述壳体内。
20.如权利要求13所述的方法，其中，引导所述冷却剂流穿过所述壳体包括使空气流传输进入所述壳体内。
全文摘要
一种电机，包括壳体、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、以及与所述壳体流体连接的冷却剂系统。所述冷却剂系统输送冷却剂流穿过所述壳体。冷却剂温度传感器布置在所述壳体内并且暴露于所述冷却剂流。所述冷却剂温度传感器构造为且设置为检测所述壳体中的所述冷却剂的温度。
文档编号H02K9/00GK102594021SQ20121000975
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