專利名稱：具有集成的振動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，涉及具有集成的振動傳感器的電機。
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、殼體溫度、振動等等。傳感器通常采取安裝在電機的殼體上的外部傳感器的形式。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、以及布置在所述殼體內的振動傳感器。所述振動傳感器包括構造為且設置為檢測所述電機的振動的感測構件。還公開了一種操作電機的方法。所述方法包括使轉子相對于定子在殼體內旋轉， 通過安裝在所述殼體內的振動傳感器感測所述電機的內部振動；以及基于所述內部振動調節所述電機的操作參數。


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附圖是根據示例性實施例的包括集成的振動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振動傳感器。術語“集成到電機內”應當理解為包括布置在電機殼體內和/或被形成為電機殼體的外部部分的一個或多個傳感器。 振動傳感器設置在電機內并且感測在電機的操作期間產生的振動。振動的監控通過提供對是否需要調節操作參數的指示而增強機器的可靠性。即，電機的操作參數能夠被調節以減輕非期望的振動水平和/或檢測是否需要維修。振動傳感器能夠設置為監控相對的機器運動(模式)以確保電機沒有在期望的參數以外進行操作，在期望參數以外的操作可能導致損害。如果感測到過多振動，則可以調節諸如速度、負載等的操作參數以將振動調節到更可接受的水平。
附圖中以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，以及設定電機2的各種其他操作參數。在所示的示例性實施例中，控制器114聯接至布置在殼體4內的振動傳感器140。 振動傳感器能夠為加速度計、應變儀或其他振動感測裝置。如所示，振動傳感器140包括感測構件143，該感測構件通過形成線束99的一部分的感測線路145電連接至控制器114。根據示例性實施例的一個方面，振動傳感器140安裝在第一軸承63處。具有感測構件153的另外的振動傳感器150設置在第二軸承64處。除了布置在第一軸承63處的傳感器140和第二軸承64處的傳感器150以外，電機2包括安裝至殼體4的振動傳感器。更具體地，電機2包括布置在側壁6上的振動傳感器155和160,以及布置在側壁7中的振動傳感器165 和170。振動傳感器150、155、160、165和170各包括相應的感測構件173、176、179和181， 這些感測構件通過感測線路(未示出)電連接至控制器114，該感測線路通過電纜99。利用該布置,控制器114監控由電機2產生的振動。通過振動傳感器140、150、155、 160、165和170，控制器114監控相對的機器運動(模式)以確保電機2沒有在期望的參數以外進行操作，在期望參數外的操作可能導致損害。在感測的振動超過預定水平的情況下， 控制器114將調節電機2的操作參數。例如，如果振動水平超過預定水平，則控制器114可以減小軸54的旋轉速度或者調節齒輪或離合器以改變電機2上的負載直到振動水平回到可接受的水平為止。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；以及集成到所述殼體內的振動傳感器，所述振動傳感器包括構造為且設置為檢測所述電機的振動的感測構件。
2.根據權利要求I所述的電機，還包括安裝在所述殼體內的軸，所述軸具有第一端部，該第一端部經居中部分延伸至第二端部，所述振動傳感器安裝在所述軸的所述第一端部和所述第二端部中的一個處。
3.根據權利要求2所述的電機，還包括安裝在所述軸的所述第一端部處的第一軸承和安裝在所述軸的所述第二端部處的第二軸承，所述振動傳感器安裝為與所述第一軸承和所述第二軸承中相應的一個相鄰。
4.根據權利要求2所述的電機，還包括安裝在所述軸的所述第一端部和所述第二端部中的另一個處的另外的振動傳感器。
5.根據權利要求2所述的電機，還包括安裝到所述殼體的內表面上的另外的振動傳感器。
6.根據權利要求5所述的電機，其中，所述另外的振動傳感器包括安裝到所述殼體的內表面上的多個振動傳感器。
7.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，所述電機通過電纜電連接至所述馬達控制面板，所述電纜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連接，所述感測線路使所述振動傳感器與所述控制器電連接。
8.根據權利要求I所述的電機，其中，所述振動傳感器是加速度計和應變儀中的一種。
9.一種操作電機的方法，所述方法包括使轉子相對于定子在殼體內旋轉；通過安裝在所述殼體內的振動傳感器感測所述電機的內部振動；以及基于所述內部振動調節所述電機的操作參數。
10.如權利要求9所述的方法，還包括在所述殼體內的多個位置處感測內部振動；基于在多個位置處的所述內部振動確定所述電機的相對運動；以及基于所述相對運動調節所述電機的操作參數。
11.如權利要求9所述的方法，其中，調節所述電機的操作參數包括改變所述轉子的旋轉速度。
12.如權利要求9所述的方法，其中，調節所述電機的操作參數包括改變與所述電機相關聯的操作負載。
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、以及布置在所述殼體內的振動傳感器。所述振動傳感器包括構造為且設置為檢測所述電機的振動的感測構件。
文檔編號H02K11/00GK102594031SQ201210009980
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