專利名稱：具有集成的冷卻劑溫度傳感器的電機的制作方法
技術領域：
示例性實施例涉及電機領域，更具體地，涉及具有集成的冷卻劑溫度傳感器的電機。
背景技術：
電機通過流過定子的電能做功以在轉子中引起電動力。電動力在轉子處產生旋轉力。轉子的旋轉用于驅動各種外部裝置。當然，還能夠利用電機通過輸入功發電。在任一情況下，電機目前都以越來越高的速度產生越來越大的輸出，并且設計為更小的包裝。高的功率密度和速度常常導致嚴苛的操作條件，比如高的內部溫度、振動等等。因此，很多常見的電機包括傳感器，這些傳感器監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。傳感器包括聯接至例如讀取和/或記錄感測數據的控制器的分離的線束。

發明內容
公開了一種電機，包括殼體、安裝在所述殼體內的定子、相對于所述定子可旋轉地安裝在所述殼體內的轉子、以及與所述殼體流體連接的冷卻劑系統。所述冷卻劑系統輸送冷卻劑流穿過所述殼體。冷卻劑溫度傳感器布置在所述殼體內并且暴露于所述冷卻劑流。 所述冷卻劑溫度傳感器構造為且設置為檢測所述殼體中的所述冷卻劑的溫度。還公開了一種操作電機的方法。所述方法包括使轉子在殼體內相對于定子旋轉， 使冷卻劑流傳輸穿過所述殼體，測量所述冷卻劑的溫度，以及基于所測量的冷卻劑溫度調節所述冷卻劑流。


以下描述不應當視為以任何方式進行限制。參照附圖，相似的元件標以相同的附圖標記圖I是根據示例性實施例的包括集成的冷卻劑溫度傳感器的電機的側視截面圖； 以及圖2是根據另一示例性實施例的包括集成的冷卻劑溫度傳感器的電機的側視截面圖。
具體實施例方式參照附圖，以示例而非限制的方式在此提供所公開的設備及方法的一個或多個實施例的詳細描述。示例性實施例提供了直接集成到電機內的溫度傳感器。溫度傳感器設置在電機內并且監控冷卻劑溫度。監控冷卻劑溫度通過提供對需要更多或更少冷卻的指示而增強機器的可靠性。監控冷卻劑溫度還提供對冷卻劑狀況的指示。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滑特性。因而，能夠基于冷卻劑溫度調節冷卻劑流。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。減小到電機中的冷卻劑流導致用于生成冷卻劑流的相應的泵、風扇等所需的功相應地減小。減小輔助裝置上的操作負載增強電機的總操作效率。而且，將溫度傳感器集成到電機內消除了對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用、復雜性和潛在故障點的總數量。圖I中以2整體地表示根據示例性實施例的電機。電機2包括殼體4，該殼體具有第一和第二側壁6和7，所述第一和第二側壁通過第一端部壁8和第二端部壁或蓋10相連接以共同限定出內部部分12。第一側壁6包括內表面16，第二側壁7包括內表面17。此刻，應當理解，殼體4還能夠構建為包括具有連續內表面的單個側壁。電機2還示出為包括布置在第一側壁6的內表面16和第二側壁7的內表面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2還示出為包括可旋轉地支承在殼體4內的軸54。軸54包括經居中部分59 延伸到第二端部57的第一端部56。第一端部56通過第一軸承63相對于第二端部壁10可旋轉地支承，第二端部57通過第二軸承64相對于第一端部壁8可旋轉地支承。軸54支承可旋轉地安裝在殼體4內的轉子70。轉子70包括相對于居中部分59固定的轂74以及轉子疊片組件79。轉子疊片組件79包括多個疊片，其中的一個以84表示。疊片84被堆疊并對準以限定轉子疊片組件79的外徑表面87。電機2通過線束99電連接至馬達控制面板97。線束99包括多個電導體，其中的一個以104表示，這些電導體使定子24與布置在馬達控制面板97中的具有端子(未示出) 的電源108電聯接。馬達控制面板97還容置控制器114，可以利用該控制器控制電機啟動、 電機速度和/或電機關閉，以及各種其他操作參數。在所示的示例性實施例中，控制器114 聯接到冷卻劑系統120上，該冷卻劑系統輸送諸如油、空氣流等的冷卻劑流穿過殼體4。應當理解，“穿過”是指，冷卻劑系統120可以構造為使諸如空氣或油之類的冷卻劑流直接傳輸到轉子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，或者間接地穿過殼體4,比如使冷卻劑流動穿過如圖2中所示的水套125,其中，相同的附圖標記表示在相應的視圖中的相應的部件。在所示的示例性實施例中，冷卻劑系統120 包括穿過側壁6的冷卻劑入口 130和在側壁7處穿過第一端壁8的冷卻劑出口 135。當然， 應當理解，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。根據示例性實施例，電機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包括感測表面155，該感測表面暴露于傳輸穿過冷卻劑入口 130的冷卻劑流。電機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包括感測表面165，該感測表面暴露于從殼體4傳輸穿過冷卻劑出口 135的冷卻劑流。第一和第二冷卻劑溫度傳感器150和160經由第一和第二感測線路170和180電聯接到控制器114上，該第一和第二感測線路沿著側部電導體104通過線束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，應當理解，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裝置和諸如紅外傳感器之類的非接觸式感測裝置。
利用該布置，控制器114監控進入和離開殼體4的冷卻劑流。更具體地，控制器114 確定進入殼體4的冷卻劑流的溫度與離開殼體4的冷卻劑流的溫度之間的溫差。基于該溫差，控制器114確定從電機2排放到冷卻劑流內的熱量的量。控制器114將基于該溫差調節冷卻劑流，或電機的操作參數。例如，如果排放到冷卻劑內的熱量的量高于預定水平，則控制器114可以減小電機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 2的輸出。相反，如果排放到冷卻劑流內的熱量的量低于預定水平，則控制器114可以增大操作功率或者減小冷卻劑流以增強操作效率。控制器114還可以基于冷卻劑的出口溫度調節馬達性能以使暴露于升高的溫度最小化。盡管已經參照示例性實施例描述了本發明，但是本領域的技術人員應當理解，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明的范圍。另外，對本發明的教導可以形成多種變型以適應特定的環境或材料而不偏離本發明的主要范圍。由此旨在本發明不被限制于所公開的作為被構思來執行本發明的最佳模式的具體實施例，相反，本發明包括落入權利要求的范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種電機,包括殼體；安裝在所述殼體內的定子；相對于所述定子可旋轉地安裝在所述殼體內的轉子；與所述殼體流體連接的冷卻劑系統，所述冷卻劑系統輸送穿過所述殼體的冷卻劑流；以及布置在所述殼體內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造為且設置為檢測所述殼體中的所述冷卻劑的溫度。
2.根據權利要求I所述的電機，其中，所述冷卻劑系統包括使所述冷卻劑流流到所述殼體內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處。
3.根據權利要求2所述的電機，還包括布置在所述殼體內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處。
4.根據權利要求I所述的電機，還包括包括電源和控制器的馬達控制面板，所述電機通過線束與所述馬達控制面板電連接，所述線束包括電導體和感測線路，其中所述電導體使所述定子與所述電源電聯接，所述感測線路使所述控制器與所述冷卻劑溫度傳感器電聯接。
5.根據權利要求I所述的電機，其中，所述溫度傳感器是非接觸式溫度傳感器。
6.根據權利要求5所述的電機，其中，所述非接觸式溫度傳感器是紅外傳感器。
7.根據權利要求I所述的電機，其中，所述冷卻劑溫度傳感器與所述冷卻劑流直接接觸。
8.根據權利要求7所述的電機，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.根據權利要求I所述的電機，其中，所述冷卻劑流是液體。
10.根據權利要求9所述的電機，其中，所述液體是油、水和含有乙二醇的混合物中的一種。
11.根據權利要求I所述的電機，其中，所述冷卻劑流包括空氣。
12.—種操作電機的方法，所述方法包括使轉子在殼體內相對于定子旋轉；使冷卻劑流傳輸穿過所述殼體；測量所述冷卻劑流的溫度；以及基于所述冷卻劑的測量溫度調節所述冷卻劑流。
13.如權利要求12所述的方法，還包括從所述殼體引導所述冷卻劑流；以及測量從所述殼體流過的所述冷卻劑流的溫度。
14.如權利要求13所述的方法，確定進入所述殼體的所述冷卻劑流的測量溫度與從所述殼體流出的所述冷卻劑流的測量溫度之間的溫差。
15.如權利要求13所述的方法，其中，測量所述冷卻劑流的溫度包括直接測量所述冷卻劑流的溫度。
16.如權利要求15所述的方法，直接測量所述冷卻劑流的溫度包括通過熱敏電阻器和電阻溫度裝置(RTD)中的一種測量所述冷卻劑流的溫度。
17.如權利要求13所述的方法，測量所述冷卻劑流的溫度包括間接測量所述冷卻劑流的溫度。
18.如權利要求17所述的方法，其中，間接測量所述冷卻劑流的溫度包括通過紅外溫度傳感器測量所述冷卻劑流的溫度。
19.如權利要求13所述的方法，引導所述冷卻劑流穿過所述殼體包括使冷卻劑傳輸進入所述殼體內。
20.如權利要求13所述的方法，其中，引導所述冷卻劑流穿過所述殼體包括使空氣流傳輸進入所述殼體內。
全文摘要
一種電機，包括殼體、安裝在所述殼體內的定子、相對于所述定子可旋轉地安裝在所述殼體內的轉子、以及與所述殼體流體連接的冷卻劑系統。所述冷卻劑系統輸送冷卻劑流穿過所述殼體。冷卻劑溫度傳感器布置在所述殼體內并且暴露于所述冷卻劑流。所述冷卻劑溫度傳感器構造為且設置為檢測所述殼體中的所述冷卻劑的溫度。
文檔編號H02K9/00GK102594021SQ20121000975
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優先權日2011年1月14日
發明者B·D·錢伯林, D·A·富爾頓 申請人:瑞美技術有限責任公司