專利名稱：一種帶有溫度感測(cè)裝置的電機(jī)及電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有溫度感測(cè)裝置的電機(jī)及電機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
永磁電動(dòng)機(jī)既有交流電動(dòng)機(jī)的無(wú)電刷結(jié)構(gòu)、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，又有直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)需要?jiǎng)?lì)磁繞組，可以做到體積小、控制效率高，是當(dāng)前電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以分為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLD-CM)系統(tǒng)和永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)系統(tǒng)。永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)系統(tǒng)具有高控制精度、高轉(zhuǎn)矩密度、良好的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性以及低噪聲的特點(diǎn)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)永磁磁路結(jié)構(gòu)可以獲得較高的弱磁性能，提高電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍，因此在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 就永磁同步電機(jī)而言，其轉(zhuǎn)子溫度一方面影響電機(jī)磁鏈，電機(jī)磁鏈又決定轉(zhuǎn)矩控制精度，所以如果電機(jī)控制設(shè)備不能及時(shí)掌握轉(zhuǎn)子溫度的變化，則將負(fù)面影響轉(zhuǎn)矩控制精度。另一方面，過(guò)高的轉(zhuǎn)子溫度會(huì)使永磁體退磁并導(dǎo)致電機(jī)性能衰減及壽命縮短。如果能夠準(zhǔn)確估計(jì)轉(zhuǎn)子的實(shí)際溫度，則當(dāng)轉(zhuǎn)子溫度過(guò)高時(shí)，可以采取降低輸出能力等手段來(lái)避免永磁體退磁、性能衰減及縮短壽命等問(wèn)題。因此，準(zhǔn)確地測(cè)量永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度以建立準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子溫度模型在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)提高控制精度、性能保障及可靠性和壽命非常重要。事實(shí)上，由于電機(jī)轉(zhuǎn)子本身是個(gè)高速旋轉(zhuǎn)體，其內(nèi)部又有交變的強(qiáng)磁場(chǎng)并且空間有限，而汽車用永磁同步電機(jī)工作環(huán)境更加惡劣，振動(dòng)、粉塵等因素都使得對(duì)諸如高速旋轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子等的電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度的檢測(cè)變得非常困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供適于測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度的解決方案以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和難題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供了一種帶有溫度感測(cè)部件的電機(jī)，所述電機(jī)包括電機(jī)本體，其至少包括定子、轉(zhuǎn)子以及主軸；至少一個(gè)溫度傳感器，其被埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部的不同位置上；以及溫度數(shù)據(jù)處理裝置，其與所述至少一個(gè)溫度傳感器耦合并且從所述至少一個(gè)溫度傳感器接收轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)；其中所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置包括用于向外傳送所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的Wi-Fi發(fā)射模塊。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)溫度傳感器與溫度數(shù)據(jù)處理裝置通過(guò)導(dǎo)線連接。優(yōu)選地，所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置被固定在所述主軸的端部。優(yōu)選地，在所述主軸上設(shè)置有供所述導(dǎo)線穿過(guò)以連接所述至少一個(gè)溫度傳感器與所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置的通孔。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子由磁鋼和鐵芯兩部分構(gòu)成，并且所述至少一個(gè)溫度傳感器緊貼所述轉(zhuǎn)子的磁鋼側(cè)表面埋設(shè)。[0011]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)溫度傳感器被埋設(shè)在所述磁鋼側(cè)表面的高溫點(diǎn)上。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述溫度傳感器為測(cè)溫范圍為-40 ° (Γ350 ° C并且測(cè)溫精度為0.1° C的熱電偶。優(yōu)選地，所述熱電偶的長(zhǎng)度為O. 2 1mm。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置還包括分別用于放大和過(guò)濾所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的放大器模塊。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中所述放大器模塊的每個(gè)輸出通道依次連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的各個(gè)輸入通道，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)串口與所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置中的控制模塊通信。本實(shí)用新型還提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括前述任何一種電機(jī)；以及用于從所述Wi-Fi發(fā)射模塊接收所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備包括Wi-Fi接收模塊。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備選自包括個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)的集合。本實(shí)用新型所提供的帶有溫度感測(cè)裝置的電機(jī)以及電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)解決了高速同步電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量的難題，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)并且便于實(shí)時(shí)監(jiān)控。除此以外，這樣的電機(jī)以及電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)具有十分良好的穩(wěn)定性、重復(fù)性、抗干擾性及響應(yīng)特性，與傳統(tǒng)的測(cè)溫方法相比，其可完成多點(diǎn)檢測(cè)，具有很好的移動(dòng)性。

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的帶有溫度感測(cè)裝置的電機(jī)的示意圖。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型。需要說(shuō)明的是，附圖中的各結(jié)構(gòu)只是示意性的而不是限定性的，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員最佳地理解本實(shí)用新型的原理，其不一定按比例繪制。圖I示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的帶有溫度感測(cè)裝置的電機(jī)。如圖I所示，電機(jī)100包括電機(jī)本體101、溫度傳感器102以及溫度數(shù)據(jù)處理裝置103。在一些實(shí)施例中，電機(jī)本體101如一般的永磁同步電機(jī)一樣至少包括定子、轉(zhuǎn)子以及主軸。一般來(lái)說(shuō)，定子由定子鐵芯和定子繞組構(gòu)成以產(chǎn)生磁場(chǎng)，而主軸被用作電機(jī)本體的機(jī)械支撐，如圖I所示。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子磁鋼和轉(zhuǎn)軸組成。根據(jù)本實(shí)用新型所提供的方案，可以在轉(zhuǎn)子內(nèi)部的多個(gè)位置上埋設(shè)溫度傳感器102以實(shí)時(shí)地感測(cè)轉(zhuǎn)子的溫度并且將所感測(cè)到的溫度信號(hào)向外傳送。在轉(zhuǎn)子由磁鋼和鐵芯兩部分構(gòu)成的情況下，溫度傳感器102可以緊貼所述轉(zhuǎn)子的磁鋼表面埋設(shè)，并且優(yōu)選地可以被埋設(shè)在轉(zhuǎn)子的磁鋼部分的高溫點(diǎn)上。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，溫度傳感器102可以采用O. 2 I mm的鍍漆的銅和康銅熱電偶，其測(cè)量精度可達(dá)到O. 1°C，溫度范圍可達(dá)到-4(T 350°C。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，溫度傳感器102可以是該領(lǐng)域中已有的或者將來(lái)所開(kāi)發(fā)的任何適用的溫度傳感器件。溫度數(shù)據(jù)處理裝置103可以被構(gòu)造為與所述至少一個(gè)溫度傳感器102耦合并且從該至少一個(gè)溫度傳感器接收所感測(cè)到的轉(zhuǎn)子溫度。如圖I的實(shí)施例所示，溫度傳感器102與溫度數(shù)據(jù)處理裝置103可以通過(guò)導(dǎo)線連接來(lái)傳遞溫度信號(hào)。在實(shí)踐中，可以通過(guò)在電機(jī)本體的主軸上設(shè)置通孔以使導(dǎo)線穿過(guò)來(lái)連接溫度傳感器102與溫度數(shù)據(jù)處理裝置103。該溫度數(shù)據(jù)處理裝置本身可以被固定在電子本體的主軸端部。溫度數(shù)據(jù)處理裝置103可以進(jìn)一步被構(gòu)造為包括Wi-Fi發(fā)射模塊以向外傳送從溫度傳感器所接收到的轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)，這將在下面結(jié)合圖2來(lái)進(jìn)行描述。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。該系 統(tǒng)包括Wi-Fi接收器203以及設(shè)置在電機(jī)本體上的溫度傳感器201和溫度數(shù)據(jù)處理裝置202。如在上文中結(jié)合圖I所描述的那樣，溫度數(shù)據(jù)處理裝置202從溫度傳感器201接收電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度數(shù)據(jù)，其可以包括放大/濾波模塊以對(duì)所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行放大和濾波。放大/濾波模塊可以由高精度放大器和阻容低通濾波器構(gòu)成。另外，溫度數(shù)據(jù)處理裝置還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)模塊，其可以由多通道的AD采樣芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，放大/濾波模塊的每個(gè)輸出通道依次連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的各個(gè)輸入通道，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)而通過(guò)串口與溫度數(shù)據(jù)處理裝置202中的控制模塊通信。最后，可以由控制模塊指示W(wǎng)i-Fi發(fā)射前端將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)射出去。在一些實(shí)施例中，控制模塊和Wi-Fi發(fā)射前端可以由帶Wi-Fi發(fā)射前端的無(wú)線片上系統(tǒng)(SOC)來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)理解的是，圖2所示的溫度數(shù)據(jù)處理裝置202的模塊劃分僅是示意性的，其中所涉及的每個(gè)模塊的功能可以在一個(gè)獨(dú)立的整體中實(shí)現(xiàn)，或者以其他不同的方式來(lái)劃分。圖2所示的Wi-Fi接收器203可以是任何帶有Wi-Fi接收模塊的設(shè)備，例如個(gè)人數(shù)字助理(PDA )、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)等。以上列舉了若干具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡明本實(shí)用新型，這些個(gè)例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其實(shí)施方式之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還可以做出各種變形和改進(jìn)。因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的范疇并為本實(shí)用新型的各項(xiàng)權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求1.一種帶有溫度感測(cè)部件的電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)包括 電機(jī)本體，其至少包括定子、轉(zhuǎn)子以及主軸； 至少一個(gè)溫度傳感器，其被埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部的不同位置上；以及 溫度數(shù)據(jù)處理裝置，其與所述至少一個(gè)溫度傳感器耦合并且從所述至少一個(gè)溫度傳感器接收轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)；其中 所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置包括用于向外傳送所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的Wi-Fi發(fā)射模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)溫度傳感器與溫度數(shù)據(jù)處理裝置通過(guò)導(dǎo)線連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于，所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置被固定在所述主軸 的端部。
4.如權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于，在所述主軸上設(shè)置有供所述導(dǎo)線穿過(guò)以連接所述至少一個(gè)溫度傳感器與所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置的通孔。
5.如權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由磁鋼和鐵芯兩部分構(gòu)成，并且所述至少一個(gè)溫度傳感器緊貼所述轉(zhuǎn)子的磁鋼側(cè)表面埋設(shè)。
6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)溫度傳感器被埋設(shè)在所述磁鋼側(cè)表面的高溫點(diǎn)上。
7.如權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其特征在于，所述溫度傳感器為測(cè)溫范圍為-40° (T350° C并且測(cè)溫精度為0.1° C的熱電偶。
8.如權(quán)利要求7所述的電機(jī)，其特征在于，所述熱電偶的長(zhǎng)度為0.2 lmm。
9.如權(quán)利要求I所述的電機(jī)，其特征在于，所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置還包括分別用于放大和過(guò)濾所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的放大器模塊。
10.如權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其特征在于，所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中所述放大器模塊的每個(gè)輸出通道依次連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的各個(gè)輸入通道，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)串口與所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置中的控制模塊通信。
11.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 如權(quán)利要求1-9所述的電機(jī)；以及 用于從所述Wi-Fi發(fā)射模塊接收所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備包括Wi-Fi接收模塊。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備選自包括個(gè)人數(shù)字助理(PDA )、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)的集合。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種帶有溫度感測(cè)部件的電機(jī)，所述電機(jī)包括電機(jī)本體，其至少包括定子、轉(zhuǎn)子以及主軸；至少一個(gè)溫度傳感器，其被埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部的不同位置上；以及溫度數(shù)據(jù)處理裝置，其與所述至少一個(gè)溫度傳感器耦合并且從所述至少一個(gè)溫度傳感器接收轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)；其中所述溫度數(shù)據(jù)處理裝置包括用于向外傳送所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的Wi-Fi發(fā)射模塊。此外，本實(shí)用新型還提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括如上所述的電機(jī)以及用于從所述Wi-Fi發(fā)射模塊接收所述轉(zhuǎn)子溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)接收設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備包括Wi-Fi接收模塊。
文檔編號(hào)H02K11/00GK202759344SQ201220385690
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者韓永杰, 楊樂(lè)軍 申請(qǐng)人:上海捷能汽車技術(shù)有限公司