CN101345455A - 带有转子温度测量端子的电机及其转子温度在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
带有转子温度测量端子的电机及其转子温度在线测量装置，它属于电机领域及其检测领域。它解决了现有中小型感应电机的转子测温技术的不足，以及非接触式测温元件在电机内部易受到电机旋转磁场的影响而不能准确测定转子工作时的温升的问题。带有转子温度测量端子的电机的电阻式温度传感器嵌固在转子的外侧壁中，由两条测试线引出并分别与两个滑环连接，所述两个滑环固套在电机的输出轴上且相互绝缘，两个滑环分别与两个电刷滑动连接。本发明的转子温度在线测量装置通过测量本发明所述电机的两个电刷之间的电阻值而获得电机转子的温度值，然后通过显示器输出。本发明的电机结构适用于现有电机领域，尤其适用于中小型感应电机。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机及其转子温度在线测量装置，属于电机领域及其检测领域。
背景技术
电机的温升是衡量电机性能的重要指标之一，它与电机的使用寿命有着直接的关系，同时也对电机的出力、效率等性能有一定的影响。中小型感应电机由于其功率小，通风结构简单，电机的温升对电机性能的影响较小，所以对中小型感应电机的温度测量方面开展的研究工作较少。随着科学技术的迅速发展，对电机性能的要求越来越高，各学科领域的交叉综合研究使电机向着高功率密度的方向发展。对电机性能和成本的双重高要求使得采用的电磁负荷越来越高，热负荷也随之越来越高，温升也成为中小型感应电机测试中需要考虑的问题，特别是永磁电机等转子温度监测更是关系到电机的正常运行。
电机温升超过一定限度会使绝缘材料损坏，使电机绕组之间、绕组与铁心或绕组与机壳等处发生短路现象，绕组电流瞬间激增，发热十分严重，进而烧毁绕组，导致严重事故和电机损坏。定子测温技术已使用多年，在电机保护和故障分析方面效果明显。然而由于转子工作时处于旋转运动状态，温升测试条件较差，尚无成功的测温方法和测温仪器。现在主要用红外测温法解决转子旋转时的测温问题，利用非接触的电子元器件将转子内的测温点的数据发送出来，外部接收。但是，非接触的电子元器件在电机磁场中运行时易受到磁场的干扰，稳定性差，容易出现丢失数据和死机现象，且端口芯片易损坏。
公开号为CN2924501的《发电机转子温度在线测量装置》的专利申请虽然也能监测电机转子的温升，但是该装置并不适合所有类型的电机，大型发电机转子多为直流励磁绕组，绕组的气隙空间较大，可以采用光电传感器，然而对于小型感应电机，绕组的气隙空间很小，无法设置光电传感器。此外，光电传感器在电机内部很容易受到电机旋转磁场的影响，准确性和稳定性很难保证。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有电机的转子测温技术不足，以及非接触式测温元件在电机内部易受到电机旋转磁场的影响，而不能准确测定转子工作时温升的问题，本发明设计了一种带有转子温度测量端子的电机及其转子温度在线测量装置。
带有转子温度测量端子的电机，它包括转子和输出轴，它还包括两个滑环、两个电刷、电阻式温度传感器和两条测试线，所述电阻式温度传感器嵌固在转子的外侧壁中，所述电阻式温度传感器的两个输出端分别与两条测试线的一端连接，所述两条测试线的另一端分别与两个滑环连接，所述两个滑环分别与两个电刷滑动连接，所述两个滑环固套在电机的输出轴上，所述两个滑环相互绝缘，所述两条测试线嵌固在转子的外侧壁中，所述两条测试线相互绝缘并且与转子绝缘。
本发明的电机，采用滑环与电刷实现动静转化，实现了在电机运行时能够通过静止的电刷测量嵌固在转动的转子上的电阻式温度传感器的温度的目的。本发明所述的带有转子温度测量端子的电机，它的优点有：一、电阻式温度传感器直接接触转子，直接测量转子温度，不受电机电磁场的影响，抗干扰能力强，可靠性高，并且不受电机体积及气隙空间限制，尤其适用于中小型感应电机；二、可以随时使用万用表或电阻计等测量仪表直接通过测量电机的两个电刷之间的电阻值获得转子的温度值。
本发明的带有转子温度测量端子电机的转子温度在线测量装置，它包括采样电阻、单片机、解码器、第一个测量端子、第二个测量端子和显示器，第一个测量端子、第二个测量端子分别连接单片机的第一个输入端A/D 1和第二个输入端A/D 2，所述第一个测量端子和第二个测量端子还分别与两个电刷连接，采样电阻的一端与所述单片机的第二个输入端A/D 2连接，所述采样电阻的另一端接电源地，所述单片机的第一个输入端A/D 1、单片机的VCC端和解码器的VCC端与电源正极连接，所述单片机的解码器控制信号输出端与解码器的LOAD端连接，所述单片机的显示数据输出端与解码器的DATA端连接，所述单片机的解码器时钟信号输出端与解码器的CLK端连接，所述解码器的输出端与显示器的输入端连接，所述单片机和解码器的END端接电源地。
本发明的测量装置在使用的时候，将测量装置中的第一个测量端子和第二个测量端子分别与本发明的电机上的两个电刷连接，所述单片机采集采样电阻和两个电刷之间的电阻值进入单片机进行处理，进而获得温度值并在显示器上显示；通过单片机控制进行实时采集，即可监测电机转子的温升。
本发明的测量装置的优点有：一、在电机工作时可实时测量电机的转子的温度，实现了温度监控的实时性；二、成本低。
附图说明
图1是带有转子温度测量端子电机的结构示意图，图2是带有转子温度测量端子电机的转子温度在线测量装置的电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本具体实施方式，带有转子温度测量端子的电机，它包括转子2和输出轴6，它还包括两个滑环4、两个电刷5、电阻式温度传感器1和两条测试线3，所述电阻式温度传感器1嵌固在转子2的外侧壁中，所述电阻式温度传感器1的两个输出端分别与两条测试线3的一端连接，所述两条测试线3的另一端分别与两个滑环4连接，所述两个滑环4分别与两个电刷5滑动连接，所述两个滑环4固套在电机的输出轴6上，所述两个滑环4相互绝缘，所述两条测试线3嵌固在转子2的外侧壁中，所述两条测试线3相互绝缘并且与转子2绝缘。
本发明的电机，采用滑环4与电刷5实现动静转化，实现了在电机运行时能够通过静止的电刷测量嵌入固定在转动的转子2上的电阻式温度传感器1温度的目的。本发明所述的带有转子温度测量端子的电机，它的优点有：一、电阻式温度传感器1直接接触转子2，直接测量转子2的温度，不受电机电磁场的影响，抗干扰能力强，可靠性高，并且不受电机体积及气隙空间限制，尤其适用于中小型感应电机；二、可以随时使用万用表或电阻计等测量仪表直接通过测量电机的两个电刷5之间的电阻值获得转子2的温度值。
具体实施方式二：本具体实施方式与具体实施方式一的区别在于：将两条测试线3使用耐温绝缘胶嵌固到转子2中。
使用耐温绝缘胶的作用是：它对两条测试线3具有很强的粘附性，能有效的将两条测试线3固定在转子2上。此外，耐温绝缘胶还具有抗冷热交变性能、耐老化性能和绝缘性能，能防止由于转子2温度过高而破坏测试线3与转子2之间的绝缘性能。
具体实施方式三：结合图2说明本具体实施方式，本发明的带有转子温度测量端子电机的转子温度在线测量装置，它包括采样电阻12、单片机7、解码器8、第一个测量端子10、第二个测量端子11和显示器9，第一个测量端子10、第二个测量端子11分别连接单片机7的第一个输入端A/D 1和第二个输入端A/D 2，所述第一个测量端子10和第二个测量端子11还分别与两个电刷5连接，采样电阻12的一端与所述单片机7的第二个输入端A/D 2连接，所述采样电阻12的另一端接电源地，所述单片机7的第一个输入端A/D 1、单片机的VCC端和解码器8的VCC端与电源正极连接，所述单片机的解码器控制信号输出端与解码器8的LOAD端连接，所述单片机的显示数据输出端与解码器8的DATA端连接，所述单片机的解码器时钟信号输出端与解码器8的CLK端连接，所述解码器8的输出端与显示器9的输入端连接，所述单片机7和解码器8的END端接电源地。
本发明的测量装置在使用的时候，将测量装置中的第一个测量端子10和第二个测量端子11分别与本发明的电机上的两个电刷5连接，所述单片机7采集采样电阻12和两个电刷5之间的电阻值进入单片机7进行处理，进而获得温度值并在显示器9上显示；通过单片机7控制进行实时采集，即可监测电机转子2的温升。
本发明的测量装置的优点有：一、在电机工作时可实时测量电机的转子2的温度，实现了温度监控的实时性；二、成本低。
具体实施方式四：本具体实施方式与具体实施方式三的区别在于：所述的单片机为PIC系列单片机或ATMEL89C51系列单片机，所述解码器的型号为MAX7219CNG，所述显示器为LED数码管显示器。
Claims (3)
1、带有转子温度测量端子的电机，它包括转子(2)和输出轴(6)，其特征在于：它还包括两个滑环(4)、两个电刷(5)、电阻式温度传感器(1)和两条测试线(3)，所述电阻式温度传感器(1)嵌固在转子(2)的外侧壁中，所述电阻式温度传感器(1)的两个输出端分别与两条测试线(3)的一端连接，所述两条测试线(3)的另一端分别与两个滑环(4)连接，所述两个滑环(4)分别与两个电刷(5)滑动连接，所述两个滑环(4)分别固套在电机的输出轴(6)上，所述两个滑环(4)相互绝缘，所述两条测试线(3)嵌固在转子(2)的外侧壁中，所述两条测试线(3)相互绝缘并且与转子(2)绝缘。
2、根据权利要求1所述的带有转子温度测量端子的电机，其特征在于所述的两条测试线(3)使用耐温绝缘胶固定。
3、利用权利要求1所述的带有转子温度测量端子电机的转子温度在线测量装置，其特征在于：它包括采样电阻(12)、单片机(7)、解码器(8)、第一个测量端子(10)、第二个测量端子(11)和显示器(9)，第一个测量端子(10)、第二个测量端子(11)分别连接单片机(7)的第一个输入端A/D1和第二个输入端A/D2，所述第一个测量端子(10)和第二个测量端子(11)还分别与两个电刷(5)连接，采样电阻(12)的一端与所述单片机(7)的第二个输入端A/D2连接，所述采样电阻(12)的另一端接电源地，所述单片机(7)的第一个输入端A/D1、单片机的VCC端和解码器(8)的VCC端与电源正极连接，所述单片机的解码器控制信号输出端与解码器(8)的LOAD端连接，所述单片机的显示数据输出端与解码器(8)的DATA端连接，所述单片机的解码器时钟信号输出端与解码器(8)的CLK端连接，所述解码器(8)的输出端与显示器(9)的输入端连接，所述单片机(7)和解码器(8)的END端接电源地。
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