电动机以及用于评估电动机的振动状态的方法与流程

[0001]
本发明涉及一种电动机，其具有定子、可相对于该定子旋转地安装的转子以及电机电子设备，其中所述电机电子设备被布置在电子设备外壳中并被安装在电路板上。本发明还涉及一种具有这一电动机的风扇。
[0002]
本发明还涉及一种用于评估电动机的振动状态的方法。


背景技术：

[0003]
电动机在其运行期间经受各种类型的振动。这些振动可由电动机本身、由驱动负载、或由其中安装该电动机的环境导致。例如，当电动机是风扇的组件时，叶轮不平衡或失速可产生振动。另外，可以例如由脉动的dc母线电压引发的不均匀驱动转矩可进一步加剧振动。如果风扇被安装在工业环境中，则来自该环境的振动也可被传递至电动机。如果风扇还以出现风扇共振的转速运行，则振动甚至可以更明显。
[0004]
在交付给客户之前或者在安装在外壳中之前，电机或风扇通常通过减少非对称重量分布或其他产生振动的情况来动态地平衡。然而，在安装在外壳中期间、在运输到客户期间、在客户申请安装期间、或者在终端客户处进行安装期间可能已经出现损坏，该损坏可影响平衡质量。当风扇在沾有污垢的环境中(例如在农业中或在严重腐蚀的环境条件下)运作时，在风扇的整个使用寿命中，平衡质量也会受到影响，因为例如沉积物或腐蚀会影响重量分布。
[0005]
不平衡导致振动增加，这进而给电动机的组件带来重载。例如，与振动较少的系统相比，轴承经受多得多的应力。高水平的振动可导致电动机和/或其组件的使用寿命被显著缩短。测量电动机所经受的振动因此是值得的。
[0006]
ep 2 972 431 b1公开了具有监测电机轴承的功能的电动机。出于该目的，振动传感器通过由金属体声音元件附连在定子法兰的背离转子的一侧。该振动传感器测量来自电动机的振动。以此方式，电动机的轴承引发的问题可被标识出。通过将振动传感器附连到定子法兰，电动机的振动可被有效地且可靠地测量。然而，将振动传感器附连在定子法兰上是复杂的并因此是昂贵的。此外，电动机的强烈冲击可损坏振动传感器。


技术实现要素：

[0007]
因此，本发明的目的是以使得以低成本可靠地测量电动机振动和/或可靠地确定电动机振动状态成为可能的方式配置并开发出一种上文所提及的类型的电动机、风扇和方法。
[0008]
根据本发明，上述目标是通过权利要求1的特征来实现的。因此，所述电动机表征为至少一个振动传感器被布置在电路板上，该振动传感器被配置成测量电动机振动在至少一个方向上的加速度和/或速度，并且电路板可通过至少一个耦合元件振动地耦合到电动机的其它组件，以使得该电动机的振动的至少各部分被传递至振动传感器。
[0009]
关于风扇，以上目的通过权利要求14的特征来实现。因此，所述风扇包括根据本发
明的电动机以及叶轮，该叶轮连接到电动机转子。
[0010]
关于方法，以上目的通过权利要求15的特征来实现。因此，所述方法包括以下步骤：
[0011]
通过至少一个振动传感器来生成测量信号，其中所述至少一个振动传感器被配置成用于测量电动机振动在至少一个方向上的加速度和/或速度，
[0012]
确定测量信号的幅值和/或相位和/或频率以确定电动机振动的至少一个参数，
[0013]
将所确定的至少一个参数与对应的参考参数相比较，以及
[0014]
基于所确定的至少一个参数与对应的参考参数的比较结果来确定电动机的振动状态。
[0015]
根据本发明，首先认识到可不需要将振动传感器直接附连在电动机的定子衬套上。相反，关于电动机的振动行为的信息还可通过将振动传感器布置在电路板上来获取，该电路板被布置在电动机的电子设备外壳中，并且所述振动传感器测量振动在至少一个方向上的加速度和/或速度。已经认识到电动机的振动可被充分良好地传递至电路板以使得电动机的振动可由布置在电路板上的振动传感器测量。然而，振动频谱的各个频率或范围可由电路板或其紧固件来衰减或滤除。然而，到达振动传感器的振动的信息量足够大以使得能够获取关于电动机的振动行为的信息。因此，根据本发明，不直接测量电动机的振动，而是测量被传递至电机电子设备的电路板的振动。由于电机电子设备不管如何都必须以一工序集成到电动机中，因此当振动传感器被布置在电机电子设备的电路板上时在组装电动机期间不存在附加工序，以使得生产成本实际上不受振动传感器的影响。
[0016]
从而使得在振动传感器与根据本发明的电动机的其它组件之间存在明确耦合，至少一个耦合元件被用来将电路板和/或振动传感器与电动机的其它组件振动地耦合。如果电动机的振动与振动传感器收集到的测得值之间的关系例如通过校准测量来知晓，则可以从测得值中得出关于电动机的振动行为的结论。
[0017]
其间至少一个耦合元件旨在改进振动传递的“电动机的其它组件”可由电动机的各种组件形成。仅仅作为示例而非限制，“电动机的其它组件”可由定子衬套、电机外壳、轴承管、定子线圈包装、电动机或电子设备外壳的固定件来形成。
[0018]
在振动传感器被布置在其上的电路板上，电机电子设备可满足各种功能。在最简单的情形中，电机电子设备可由具有连接导体和焊盘的电路板来形成。这样的电路板可以例如用于将定子的各个线圈彼此连接。然而，优选地，电机电子设备还包括附加电气和/或电子组件。在该情形中，电机电子设备可包括向电动机的外部控制设备提供例如针对转速的传感器信号的简单传感器。电机电子设备还可承担控制任务和/或包括电源部分。然而，非常特别优选的是，电机电子设备向定子绕组和/或转子绕组提供电源信号。出于该目的，电机电子设备可具有电源电压输入，在其中输入电源电压(例如，dc电压或三相系统)。电机电子设备然后从输入电源电压生成一族系的电源信号，这些电源信号使电动机的转子执行旋转移动。
[0019]
原则上，电路板还可由各种材料制成。然而，电路板优选地由其上施加有导体迹线的刚性复合材料制成。通常，此类电路板由纤维增强塑料制成。电路板可在若干层上具有导体迹线，例如在顶侧和底侧，并且可任选地还在插入在顶侧和底侧之间的一个或多个中间层中。相应的电路板在实践中是众所周知的。
[0020]
振动传感器可以按各种方式形成。重要的是，振动传感器能够提供所测得的振动的加速度和/或速度值。在此，振动传感器可由mems(微机电系统)加速度传感器、压电式加速度传感器、麦克风(例如，mems麦克风)或应变计形成。出于该目的的合适传感器在实践中是众所周知的。
[0021]
如已经提及的，振动传感器被配置成测量电动机振动在至少一个方向上的加速度和/或速度。可存在其中测量在仅仅一个方向上是足够的配置。例如，当电动机趋于在所述一个方向上表现出特别强烈的振动而其他方向发展出相对较少的振动趋势时，可能是这种情况。然而，优选地，振动在若干方向上测量，特别优选地在三个方向上测量，其中各个方向不彼此平行。其中测量振动的方向的选择可取决于其中电动机通常在其中振动的振动模式。然而，在一优选配置中，其中测量振动的方向被形成为彼此垂直，所述三个方向例如形成经典的笛卡尔坐标系。在此情形中，例如第一方向可平行于电动机的轴线，而其他方向之一被布置成平行于电动机的参考平面。
[0022]
当在若干方向上测量振动时，可使用被配置成在相应的所需方向上进行测量的单个振动传感器。由此，例如在实践中已知振动传感器能够测量被布置在相互垂直的三个方向上的振动。然而，振动传感器还可由一族系的振动传感器来形成，该族系的振动传感器中的每一个振动传感器覆盖若干方向之一。该配置在将测量其中振动的方向不彼此垂直时特别有用。使用这族系振动传感器，可产生任何数量的轴星座。如果该族系中的个别振动传感器在电路板上被布置成彼此靠近，则该族系振动传感器的测量与单独振动传感器的测量仅有可忽略不计地不同。
[0023]
原则上，电子设备外壳可被布置在电动机的各个位置。唯一重要的是电子设备外壳可振动地与电动机的其它组件耦合。这能够以简单的方式实现，因为电子设备外壳被集成在电动机中或者被附连到电机外壳的外部。在所提到的第二种情形中，例如电子设备外壳可被实现为作为法兰连接到电机外壳的、独立的封闭式电子设备罐体。电子设备外壳被优选地布置在电动机的定子衬套上，即电机电子设备被布置在轴杆的轴线附近，在这种情况下电路板通常被布置成与轴心线垂直。
[0024]
此外，电子设备外壳内的电机电子设备在电动机成品后是否可触及是根本不相关的。由于现有电动机中的电机电子设备通常是用浇铸料模制而成的，因此通常无论如何电机电子设备都不能直接可触及。甚至可以达到这样的程度，即电子设备外壳被包覆成型材料完全封装以使得实际上在不破坏的情况下无法触及电子设备外壳以及电机电子设备。只要在振动传感器与电动机的其它组件之间存在振动耦合，即使这样的电子设备外壳也能满足本发明的要求。
[0025]
原则上，电子设备外壳可具有各种各样的形状。然而，电子设备外壳优选地具有底部和侧壁。在以此方式构造的电子设备外壳中，电路板被布置成基本上平行于电子设备外壳的底部。在最简单的构造中，这一电子设备外壳是带有圆形底面的杯形。然而，该底面也可具有其他形状。规则形状(诸如举例而言正方形、长方形、六边形或八边形)也可被用作不规则形状。同样，侧壁不一定必须垂直于底部。这样的电子设备外壳通常被封闭电子设备外壳的开口区域的覆盖件来封闭。在此情形中，覆盖件可被布置成例如平行于底部。
[0026]
在一构造中，振动传感器被布置在电路板的背离电子设备外壳的底部的一侧，即电路板的顶侧。特别是在电动机的强震动应力的情形中，这一构造具有以下优点：电子设备
外壳与振动传感器形状之间的间隙相对较大。
[0027]
在另一构造中，振动传感器被布置在电路板的背离电子设备外壳的底部的一侧，即电路板的顶侧。这一构造提供以下优点：底部和振动传感器之间有对应耦合情况下的振动被更容易且更有效地传导至该振动传感器并且能够以此方式进行更精确的测量。
[0028]
原则上，还可设想特别是在一族系振动传感器中，振动传感器的第一部分在电路板的顶部并且振动传感器的第二部分被布置在电路板的底部。
[0029]
不管至少一个振动传感器被布置在电路板的顶部和/或底部，电子设备外壳的底部可以在至少一个传感器的区域中包括突出部，以使得该至少一个振动传感器与电子设备外壳之间的距离被缩短。在此，优选地，突出部在其顶侧被形成为平面。在此情形中，“振动传感器的区域中”意指当目视电路板的顶部时，在一个或多个振动传感器与电子设备外壳底部的突出部之间存在显著交叠。该突出部不一定非得延伸超过该至少一个振动传感器所跨越的整个表面。然而，为了避免变形，突出部至少与振动传感器(或者在若干振动传感器的情况下与这些振动传感器所跨越的区域)一样大是有用的。
[0030]
对于振动传感器在电路板上的布置，知晓出现在各种应用中的波形可以是有利的。由此，振动传感器可被定位并且其测量方向可被对准以使得所生成的测量信号提供对振动和振动模式的清晰且可辨识的描绘。
[0031]
原则上，耦合元件可由各种材料制成。重要的是，耦合元件比空气更好地传递振动，并且以此方式，可建立振动传感器与电动机的其它组件之间的改进的耦合。然而，推荐的是，在振动传感器与电动机的其它组件之间不存在直接金属耦合，因为在一方面，金属非常好地传导振动，而在另一方面，金属在强振动的情况下提供实际上不存在的减震。至少一个耦合元件因此被优选地由附加地改进或建立传感器的电绝缘的塑料制成。
[0032]
在一构造中，至少一个耦合元件包括填充电子设备外壳与电路板之间的间隙的至少一部分的浇铸料。当电子设备外壳具有底部和侧壁时，这一间隙可被形成在例如底部与电路板之间。这一浇铸料被广泛用于电机电子设备并且通常基于塑料。例如，浇铸料有利于朝电子设备外壳散热并且稳定电子设备外壳中的电机电子设备。
[0033]
在对该构造的修改中，可提供分隔壁，该分隔壁将浇铸料分成第一浇铸料和第二浇铸料。这在所述分隔壁也由非导电材料(优选地是塑料)制成的情况下是有用的。在该修改中，第二浇铸料具有比第一浇铸料低的弹性，即第二浇铸料比第一浇铸料“硬”。另外，第二浇铸料被布置在振动传感器处。分成第一和第二浇铸料具有以下优点：在振动传感器的区域中，可使用能够有利地将振动传递至振动传感器的浇铸料，而另一区域中，可使用例如尤其使得能够进行良好散热的浇铸料。
[0034]
在另一实施例中，该至少一个耦合元件包括插入在振动传感器与电子设备外壳的一部分之间的粘垫或粘合剂。以此方式，振动传感器能够相对固定地耦合到电动机的其它组件，同时在将电路板插入电子设备外壳中时仍保持简单安装。粘合剂可被配置为例如基于环氧树脂的硬化粘合剂。优选地，粘垫和粘合剂具有电绝缘属性，即导电率低。
[0035]
在另一构造中，至少一个耦合元件包括塑料包覆成型材料，其被附连在电动机的至少各部分上。在电动机的情形中，电动机的组件被包覆成型并且在注塑成型工艺期间连接到塑料并非不常见。此处经常使用热塑性或热固性材料。以此方式，例如定子的缠绕层压堆叠的各部分以及电子设备外壳的各部分可通过包覆成型来连接。在此情形中，轴承座可
以是包装绝缘体的一部分或者包覆成型材料的一部分。在这样的情况下，所述包覆成型材料可形成本发明的含义内的耦合元件。例如粘垫形式的附加耦合元件可被附连在振动传感器与包覆成型材料之间。然而，塑料包覆成型材料优选地与至少一个振动传感器直接接触。
[0036]
在另一构造中，至少一个耦合元件包括机械地和/或电子地将电路板连接到电动机的另一部分的(机械)紧固件。在此情形中，该紧固件可由能生成机械连接和振动耦合的各种装置形成。可使用可拆卸式紧固件以及不可拆卸式紧固件。仅仅作为示例而非限制，参照使用螺钉、铆钉、夹具、销子、销钉、带槽钉等。取决于所使用的紧固件，耦合类型被不同地完成。在此情形中，例如配置为螺钉的紧固件可穿过电路板中的孔并被拧入电子设备外壳的螺纹中。为了进一步改进振动传感器与电动机的其它组件之间的振动耦合，紧固件被布置在振动传感器附近是有用的。这意味着当目视电路板时，紧固件与振动传感器之间的距离相比于电路板的尺寸是小得多的。优选地，距离最多是电路板尺寸的20％，特别优选地最多是尺寸的10％。与此同时，不推荐降到紧固件和振动传感器之间的特定最小距离以下。该距离优选地是电路板尺寸的至少5％。
[0037]
至少一个耦合元件的上述构造可以相对任意地组合。其中上述耦合元件中的各个元件彼此组合的一些示例在以下示例性实施例中更详细地解释。本领域技术人员将认识到耦合元件的各种构造也能够以其他方式组合以及如何组合。
[0038]
在另一发展中，电子设备外壳可以用塑料来完全或部分地涂敷，或者可以在电子设备外壳中放置塑料衬里。这一发展可用于例如改进电机电子设备与电子设备外壳之间的隔离。在具有底部和侧壁的电子设备外壳的情形中，底部和/或侧壁可以例如用塑料涂敷或覆盖。还可设想只有底部的一部分或侧壁的一部分用塑料涂敷或者用塑料衬里覆盖。
[0039]
原则上，电动机可以按各种方式配置。唯一重要的是，存在振动传感器可附连在其上的电机电子设备。然而，在一优选配置中，电动机由ec电机(电子整流电机)形成，其中电机电子设备生成一族系电源信号，该族系电源信号能够在电动机中生成使转子旋转的旋转场。在此，ec电机可以按内部或外部转子设计来构造。
[0040]
根据本发明的方法可用于评估电动机的振动状态。在该情形中，电动机可由根据本发明的电动机来形成。在根据本发明的方法中，在第一步骤，通过至少一个振动传感器来生成测量信号，该测量信号表示电动机的振动在至少一个方向上的速度和/或加速度。在此情形中，测量信号优选地包括频谱中的时程和频率分量。
[0041]
在另一步骤中分析该测量信号，其中确定该测量信号的幅值和/或相位和/或频率以用于确定电动机的振动的至少一个参数。测量信号的幅值指的是测量信号移动的范围。在最简单的情形中，幅值是测量信号在考虑中的测量时段中采取的最大量。然而，还可设想将幅值认为是测量信号在考虑中的测量时段中平均采取的值。测量信号的频率指的是测量信号的频谱分量。在此，“测量信号的频率”可以指单个专用频率、若干专用频率或一个或多个频率范围。测量信号的相位指的是测量信号的若干子区域之间的时间关系。在此，相位可以例如涉及测量信号的活动和反应分量之间的关系。然而，当在若干方向上测量振动时，相位优选地指的是在各个方向上的测量信号之间的时间关系。可以从测量信号的幅值、相位和/或频率中推断出电动机振动的强烈程度和形式。由此，以此方式，可确定电动机的振动的至少一个参数。
[0042]
在下一步骤中，以此方式确定的至少一个参数与对应的参考参数相比较。这意味
着例如所测得的量的幅值与参考幅值(例如，最大准许幅值)相比较。在此还可将若干参数与若干分别对应的参考参数相比较。通过组合若干参数，可确定电动机的振动状态的比在单个参数的情况下的可能描绘更全面的描绘。
[0043]
在另一步骤，从所确定的至少一个参数与一个或多个对应的参考参数的比较结果确定电动机的振动状态。在此可使用电动机的振动行为的知识(例如，来自校准测量)或者结构上等同或非常类似的电动机的知识。
[0044]
在根据本发明的方法的另一发展中，基于所确定的振动状态，生成警告消息和/或发起保护电动机的措施。原则上，可设想针对特定振动状态的各种反应。警告消息可指示已达到或超过最大准许振动值。然而，警告消息还可信令通知存在给电动机带来重载的特别不利的振动模式。如何输出警告消息取决于相应的应用场景。可设想尤其在工业4.0环境中通过网络发送对应的警告消息。该警告消息可以例如由维护人员或操作人员接收，并且可采取适当的应对措施。警告消息还可由简单的发光二极管来输出，例如正常运行的绿色以及不利振动模式的红色。在此还可设想例如当超过发光二极管的第一振动极限值时，该发光二极管点亮橙色。警告消息还尤其可以在具有沾有污垢的环境的情况下使用以触发清洁和/或维护工作。
[0045]
另选地或另外地，保护电动机的措施可基于所确定的振动模式来发起。这些措施可包括例如改变电动机的转速。在大多数情况下，降低转速可有助于减少振动。以此方式，电动机可被置于振动较少的运行状态中。另一措施可包括通过例如更强地补偿驱动转矩中的波动来将控制切换至更安静的运行模式。
[0046]
在一种配置中，在将至少一个参数与(分别)对应的参考参数相比较之前，可检查该至少一个参数是否超过预定义极限值。例如，可定义测量信号幅值至少在执行其他步骤之前必须超过的阈值。如果测量信号未达到该阈值，则比较和确定振动状态的步骤可被跳过以节省计算资源。
[0047]
以下概述了一些功能和发展，它们可通过根据本发明的电动机、根据本发明的风扇以及根据本发明的方法来执行。
[0048]
1)收集电机电子设备的振动值以用于例如通过调整转速/在临界值处关闭来保护电子组件。因为传感器直接附连到电子设备，所以冲击电机电子设备的振动可被直接测量并且对电子设备的可能损坏可被估计。这还可用单独(外部)功率和控制电子设备/频率转换器来实现。
[0049]
2)通过将电机、风扇、或电子设备与客户侧组件(诸如，热交换器、通风管道、热泵、空气处理箱等)耦合来收集整个系统的振动值。可通过设置其下振动减少且略不同于目标转速的转速来使得整个系统的共振渐弱。
[0050]
3)通过将客户处的风扇在启动期间的振动值与该风扇的最终测试(交付前)的所存储的参考曲线相比较来检测运输损坏。在超过极限值的情况下输出警告消息。
[0051]
4)在启动后，确定由于弄脏或腐蚀而导致的不平衡缓慢增加(例如，在长时间段内，例如数周或数月)。可输出关于所需风扇清洁的警告消息或指示并确定清洁或维护间隔。
[0052]
5)基于振动幅值和/或频率、振动模式、转速、安装位置、旋转质量和/或运行时间(负载简档)来计算/估计定子衬套中的轴承座的磨损状态。
[0053]
6)用可能的警告消息输出或可能的转速调整来标识风扇失速以退出临界运行状态。失速区域中的风扇运行通常导致发展处更多噪声、风扇附近的脉冲气流以及比正常运行更高的振动水平。当风扇在失速区中运行时，叶片开始以其自然频率振动。如果该状况持续更长时间段，则叶片可能因疲劳而断裂。
[0054]
7)标识整个系统的共振和/或相关联的振动模式。与传感器的放置和对准相协调地，可以在传感器信号的幅值和相位信息标识的辅助下标识特定振动模式。这意味着可以在运行时进行模态分析，这允许将电机的转速和/或负载状态与临界振动事件链接。在这些状态中或附近的运行对应用的使用寿命具有负面影响。之后可输出警告消息或主动措施，诸如使各个临界转速范围主动渐隐。
[0055]
8)在电机/风扇处于静止时通过将电机/风扇或电子设备与客户侧组件(诸如，热交换器、通风管道、热泵、空气处理箱等)耦合来收集客户环境的振动值。当电机处于静止时，可收集并存储来自客户环境的影响电机/风扇的干扰振动。该测量可以在电机静止时以特定时间间隔完成，并且尤其可用于评估安装情形或用于损坏诊断。在非常高的振动值下，甚至可以在风扇启动之前输出警告消息。
附图说明
[0056]
现在存在以有利的方式配置和发展本发明的教导的各种可能性。为此，在一方面，引用从属于独立权利要求的权利要求并且在另一方面引用以下参考附图的对于本发明的优选示例性实施例的说明。与通过参考附图解释本发明的优选示例性实施例相结合地，还解释本教导的通常优选配置和进一步发展。在附图中：
[0057]
图1示出了根据本发明的电动机的第一示例性实施例中的截面，螺钉和浇铸料被用作耦合元件；
[0058]
图2示出了根据本发明的电动机的与第一示例性实施例类似的第二示例性实施例中的截面，其中另外用塑料来涂敷电子设备外壳的底部和侧壁；
[0059]
图3示出了根据本发明的电动机的第三示例性实施例中的截面，其中电子设备外壳的底部在振动传感器的区域中具有突出部；
[0060]
图4示出了根据本发明的电动机的第四示例性实施例中的截面，其中电子设备外壳的底部和侧壁的各部分被塑料覆盖，并且其中只在电子设备外壳的底部与电路板之间的部分区域中使用浇铸料作为耦合元件；
[0061]
图5示出了根据本发明的电动机的第五示例性实施例中的截面，螺钉、浇铸料和粘垫被用作耦合元件；
[0062]
图6示出了根据本发明的电动机的第六示例性实施例中的截面，其中浇铸料由分隔壁分成第一和第二浇铸料；
[0063]
图7示出了根据本发明的电动机的第七示例性实施例中的截面，螺钉和塑料包覆成型材料被用作耦合元件；
[0064]
图8示出了根据本发明的电动机的第八示例性实施例中的截面，塑料包覆成型材料被用作耦合元件；
[0065]
图9示出了在不同方向上测量振动传感器期间不同转速下的振动值的示例性曲线的图示；以及
[0066]
图10示出了根据本发明的方法的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
[0067]
在各附图中示出的根据本发明的电动机的所有示例性实施例各自在外部转子设计中构造。这意味着定子被布置在电机轴处，并且转子被布置在定子周围。为简明起见，电动机的转子在每一个附图中都未示出。这当然不意味着电动机不具有转子。
[0068]
在每一种情形中，图1到6示出了根据本发明的电动机1的定子2中的截面。轴承管4被形成在电机轴3处，在每一种情形中在该电机轴3的纵向端形成轴承容纳区域5。轴承容纳区域5容适轴承(未示出)，藉此电动机的轴杆(未示出)可被旋转地安装。定子衬套6由铝组件形成，在该定子衬套6的一端形成轴承管4并且该定子衬套6的另一端形成电子设备外壳7以用于容适电机电子设备。电子设备外壳7具有底部8和侧壁9。电机电子设备生成电源信号并将其输出至定子和/或转子绕组。为简明起见，图1到6只示出了电机电子设备的电路板10。在下文中，电路板10的面向底部8的一侧被称为底侧11，电路板10的背离底部8的一侧被称为顶侧12。在图1到6中示出的根据本发明的电动机的各种示例性实施例的不同之处在于每一种情形中的振动传感器13在电路板10上的布置以及所使用的耦合元件。
[0069]
在图1的示例性实施例中，振动传感器13被布置在电路板10的顶侧12上。电路板10被嵌入在浇铸料14、15中，其中浇铸料14、15连接在电路板10的边缘区域。在此情形中，具体而言，浇铸料14的被封装在电路板10的底部8和底侧11之间的部分用作本发明的含义内的耦合元件，并且将来自定子衬套6的振动通过电子设备外壳7的底部8传递至电路板10并由此传递至振动传感器13。提供螺钉16作为附加耦合元件，该螺钉被拧入电子设备外壳7中的孔17中。在所示示例性实施例中，螺钉被布置成靠近振动传感器13并由此还确保振动经由该螺钉16从定子衬套6传递至电路板10并由此传递至振动传感器13。
[0070]
图2的示例性实施例非常类似于图1的示例性实施例。然而，另外，塑料涂层18附连到电子设备外壳的底部8以及侧壁9的各部分。塑料涂层18提供附加电绝缘，但也向浇铸料14传递电动机振动(在此情形中是来自电子设备外壳7的底部8的振动)。因此，甚至该塑料涂层18也能形成本发明的含义内的耦合元件。
[0071]
在图3的示例性实施例中，振动传感器13被布置在电路板10的底侧11上。在该示例性实施例中，浇铸料14、15、螺钉16和塑料涂层18被用作耦合元件。为了缩短电子设备外壳7的底部8之间的距离，在振动传感器13的区域中形成突出部19。所述突出部19略宽于振动传感器13的范围并且在顶侧上是平面。在突出部19和振动传感器13之间仍存在一些浇铸料14和塑料涂层18。
[0072]
在图4的实施例中形成分隔壁20，该分隔壁20在所示示例性实施例中与塑料衬里28集成地形成。类似于图2或3的塑料涂层18，塑料衬里28覆盖底部8和侧壁9的各部分。分隔壁20分隔其中浇铸料14被布置为耦合元件的区域。电路板10与底部之间的其他区域以及电路板10上方的区域未被浇铸料填充。作为另一耦合元件，同样存在被布置成靠近振动传感器13的螺钉16。在该示例性实施例中，螺钉16被放置在电机轴3和振动传感器13之间。
[0073]
图5的示例性实施例包括浇铸料14、15和螺钉16作为耦合元件。此外，突出部19被形成在底部8，该突出部缩短底部8和振动传感器13之间的距离。另外，粘垫21被布置为另一耦合元件，该粘垫21填充振动传感器13和突出部19之间的区域并在振动传感器13、电路板
10和电动机的其它组件之间建立附加振动耦合。
[0074]
在图6中，同样提供分隔壁20，在此情形中该分隔壁20将底部8和电路板10之间的浇铸料分成第一浇铸料22和第二浇铸料23。在此情形中，第二浇铸料23具有比第一浇铸料22低的弹性，使得第二浇铸料23比第一浇铸料22“硬”。以此方式，第二浇铸料23将建立振动传感器13与电动机的其它组件之间的更好耦合，这具体通过更高频率的更好传递来表达。
[0075]
图7示出了根据本发明的电动机的另一示例性实施例。在此情形中，电子设备外壳7由具有底部8和侧壁9的铝组件24形成。在底部8中，形成孔洞(未示出)，塑料包覆成型材料25可以在注塑成型工艺期间穿透该孔洞。所述塑料包覆成型材料将定子2连接到电子设备外壳7并且被配置为bmc(散装模塑料)。塑料包覆成型材料与振动传感器13直接接触，并且用作本发明的含义内的耦合元件。另外，存在螺钉16作为附加耦合元件，该螺钉被拧入铝组件25的螺纹中。
[0076]
图8示出了相对类似的构造，在此情形中电子设备外壳7不具有铝组件，但电子设备外壳7由塑料包覆成型材料25自身来形成。在此，塑料包覆成型材料25也形成本发明的含义内的耦合元件，并且振动传感器13与塑料包覆成型材料直接接触。另外，示出了封闭电子设备外壳的开口侧的覆盖件26。该覆盖件26通过螺钉27连接到塑料包覆成型材料。
[0077]
图9示出了不同的信号曲线的示图，这些信号曲线可以在电动机的振动传感器上引发。此类振动传感器可以例如是先前描述的示例性实施例的电动机中的振动传感器13。在此情形中，所示三个信号曲线表示振动传感器在三个不同方向上的示例性测量信号。在此情形中，这三个方向分别相互垂直地形成。实线表示第一传感器轴中的测量信号，短划虚线表示第二传感器轴中的测量信号，点划虚线表示第三传感器轴中的测量信号。转速被显示在横坐标上，并且测得值的幅值被显示在纵坐标上。可以看到，在不同的转速下在不同的传感器轴中形成不同的信号曲线。不同方向中的这些差异可用于根据本发明的方法，例如用于图10所示的方法。
[0078]
图10示出了根据本发明的方法的示例性实施例的流程图。在第一步骤30，在至少一个方向上收集传感器的测得值。在该示例性实施例中，测得值是在三个方向/传感器轴上收集的。在步骤31，分析这些测得值并且计算测量信号的幅值、相位和频率。这产生电动机振动的参数。在步骤32，将计算出的幅值与参考幅值相比较。在测量信号在所有传感器轴中的幅值都不超过阈值的情况下，进一步处理中止并返回到步骤30的新数据收集。如果测量信号在一传感器轴中的幅值超过该阈值，则执行附加步骤。
[0079]
在步骤33，将所确定的测量值和/或计算出的参数与已知振动模式的振动状态相匹配，即将所确定的参数与参考参数相比较，在每一种情形中所述参考参数已经在已知振动模式下记录。这些参考参数可来自数据库，该数据库的内容已经在电动机的校准测量中创建。另选地，该数据库还可包含结构等同或至少相似的电动机的参考参数。从中可推断出电动机当前处于哪一个振动状态。
[0080]
在步骤34，响应于所标识的振动状态，略为降低例如转速。在步骤35，等待直到改变生效并且系统已移至稳定状态。这通常在数秒至数分钟内发生。该方法然后在步骤30重复并且执行新数据收集。
[0081]
关于根据本发明的电动机或根据本发明的方法的其他有利构造，为了避免重复，参考说明书的大体部分和所附权利要求。
[0082]
最后，应该明确指出的是，上述示例性实施例仅用于解释要求保护的教导，而不是将教导限于示例性实施例限制。
[0083]
附图标记列表
[0084]1ꢀꢀ
电动机(转子未示出)
[0085]2ꢀꢀ
定子
[0086]3ꢀꢀ
电机轴
[0087]4ꢀꢀ
轴承管
[0088]5ꢀꢀ
轴承容纳区域
[0089]6ꢀꢀ
定子衬套
[0090]7ꢀꢀ
电子设备外壳
[0091]8ꢀꢀ
底部
[0092]9ꢀꢀ
侧壁
[0093]
10 电路板
[0094]
11 底侧
[0095]
12 顶侧
[0096]
13 振动传感器
[0097]
14 浇铸料
[0098]
15 浇铸料
[0099]
16 螺钉
[0100]
17 孔
[0101]
18 塑料涂层
[0102]
19 突出部
[0103]
20 分隔壁
[0104]
21 粘垫
[0105]
22 第一浇铸料
[0106]
23 第二浇铸料
[0107]
24 铝组件
[0108]
25 塑料包覆成型材料
[0109]
26 覆盖件
[0110]
27 紧固螺钉
[0111]
28 塑料衬里