CN112689747B - Ec电机以及用于探测电机中的温度升高的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种EC电机以及用于探测EC电机(3)的温度升高的设备(1)和方法，所述设备(1)被构造得具有振荡回路(10)，所述振荡回路(10)具有至少一个线圈(L)和用于测量所述振荡回路(10)的振荡频率ω的装置(20)，其中所述设备(1)被构造为被连接在所述EC电机(3)的接线柱上，而且所述振荡回路的线圈(L)由形状记忆材料制成，所述形状记忆材料具有至少两个不同的与温度相关的稳定状态(Z1、Z2)，而且其中在低于或超过某一温度时，所述线圈(L)从其中一个状态变换到相应另一稳定状态，而且由此所述振荡回路(10)的振荡频率ω发生变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于探测电机中的温度升高从而保护设备尤其是电机本身以防热过载的设备。
背景技术
从现有技术公知：为了除过载继电器之外进行保护以防电机热过载，例如也使用热敏电阻保护电路，所述热敏电阻保护电路探测并且分析电机绕组的温度，所述过载继电器依据电机耗电来识别电机的过载。在此，为了检测电机绕组的温度，应用不同的温度探测元件或传感器，诸如温度传感器,尤其是PTC热敏电阻(PTC：positive temperaturecoefficient,正温度系数)、PTIOO传感器和KTY传感器(具有PTC特性的)，所述温度探测元件或传感器的电阻根据所检测到的温度而改变。从现有技术中公知的解决方案的利用PTC传感器的过温保护的工作原理基于使用两个与温度无关的电阻范围。这种温度探测元件的电阻在第一电阻范围内，只要电机绕组处在没有问题的温度范围内。第二电阻范围的电阻值例如大于第一电阻范围的电阻值，则对应于超过系统特定的阈值的温度。
在所提到的温度探测元件即温度传感器中，电机的过载通过温度探测元件在预先限定的值域之内的电阻变化来分析。而所谓的热感元件(Thermo-Click-Element)在其常用的应用领域在达到温度阈值时使经过电机绕组的电路断开。
而温度传感器借助于保护电路来分析，该保护电路基本上确定相关的温度探测元件的电阻，而且将报告信号输出给开关、分析电路或诸如此类的，由此例如如果根据所测量到的温度识别出热过载，则触发对设备的切断或启动其它预先确定的功能。在此，在绕组电流较大的情况下，传感器元件或温度监控器不直接切换绕组电流，而是对功率输出级的供电或操控施加作用。
从EP 2535993 A1公知一种操控电路，用于无集流器的、电子换向的直流电机，也就是说用于所谓的EC电机，该EC电机具有在供电直流电压上的半导体输出级，为了产生针对转子的旋转磁场的目的，该半导体输出级由电子换向控制通过用于时间错开地操控电机的定子绕组的驱动级根据转子旋转位置来操控。
这种EC电机必须根据有利的国内的和国际的标准确定来保护，以防在不正常的运行情况下的过热。
到目前为止实际使用的方法几乎具有所有由于所使用的特定解决方案引起的系统特定的缺点。一方面，存在安装传感器的空间问题。另一方面，需要附加的成本高的组件和安装，以便在电机中实现相应的温度监控。
还存在在实际中由于快速的温度升高而要考虑的问题。这样，例如在电机的转子锁止的情况下，由于绕组设计而可能发生快速的绕组温度升高。结果是，出现不容许地高的绕组温度，但是所述不容许地高的绕组温度由于温度传感器有惯性而并不及时造成电机的通电的切断，因为其响应特性太慢。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于：提供一种设备，该设备确保了用于避免电机过热的被提高的运行安全性并且可靠地检测尤其是高于容许的极限温度的温度升高而且保护电机以防过热。
该任务通过按照如下所述的特征组合来解决。
按照本发明，为此提出了一种用于探测EC电机的温度升高的设备，该设备被构造得具有振荡回路，该振荡回路具有至少一个线圈L和用于测量该振荡回路的振荡频率ω的装置，其中该设备被构造为被连接在EC电机的接线柱上，而且该振荡回路的线圈L由形状记忆材料制成，该形状记忆材料具有至少两个不同的与温度相关的稳定状态Z1、Z2，而且其中在低于或超过某一温度时，该线圈L由其中一个状态变换到相应另一稳定状态或连续地尤其是随着温度线性变化地变换到另一状态，而且由此振荡回路10的振荡频率ω能探测到地发生变化。
在本发明的一个有利的设计方案中规定：该形状记忆材料是金属合金，该金属合金直至第一温度极限TG都以第一晶体结构存在，而在超过温度极限TG时，其晶体结构发生变化。
还有利的是，线圈的材料是镍钛合金，其中已经被证明为特别有利的是，线圈的材料具有镍钛诺或由镍钛诺组成。
在本发明的另一有利的设计方案中规定：从其中一个状态转变到相应另一状态可逆地来实现，其方式是选择如下材料，该材料视温度变化的方向而定变换到相应一个状态或相应另一状态。
通过在电机结构空间中的适当的定位，还可以改善测量精确度并且尤其是可以优化对温度变化的响应特性。因而有利的是，振荡回路直接插进EC电机的电机结构空间中或者直接布置在EC电机上。
在本发明的另一有利的设计方案中规定：还设置有分析装置，该分析装置被构造为利用如下方法，以便根据由所述装置检测到的测量参量从振荡回路的振荡频率ω的变化中确定温度。在此，分析单元可以由传统的在现有技术中可支配的单元，如处理器、计算单元、数据存储器、信号分析装置等等组成。也可以通过RFID(借助于射频)来进行分析。在此，可以使用线圈对，其中一个线圈用作发送器而一个线圈用作接收器，而在线圈之间的磁场耦合被分析。在有温度变化的情况下，线圈的形状发生变化，而且因此频率也发生变化。因此，该发送器根据温度来改变发送频率，而且通过接收器的共振效应可以确定该接收器的频率，而且根据该频率可以确定温度或也可以确定温度变化。
本发明的另一方面涉及一种EC电机，该EC电机配备有如之前描述的那样的按照本发明的设备。
本发明的同样另一方面涉及一种用于探测这种EC电机中的温度以及尤其是温度升高的方法，该方法具有如下步骤：
a.检测振荡回路的振荡频率ω的变化；
b.根据由所述装置检测到的测量参量从振荡回路的振荡频率ω的变化中确定温度。
特别有利的是，附加地设置有切断装置，而且在探测到确定的、尤其是不容许的温度的情况下直接切断电机。
附图说明
本发明的其它有利的扩展方案在上文中表征或在下文与对本发明的优选的实施方案的描述一起依据附图进一步予以阐述。
其中：
图1示出了本发明的实施例在第一状态Z1下的示意图；以及
图2示出了图1的实施例在另一状态Z2下的示意图。
具体实施方式
在下文，本发明参考图1和2进一步予以阐述，其中图1仅仅示例性地示意性地示出了按照本发明的设备1的实施例。
在此，按照本发明的设备1被构造用于探测EC电机3的温度升高。为此，该设备1配备有振荡回路10。振荡回路10包括所示出的线圈L。此外，设置有装置20，用于测量振荡回路10的振荡频率ω。
该设备1被构造为被连接在EC电机3的接线柱上。振荡回路10中仅仅示出了线圈L。振荡回路的线圈L由形状记忆材料组成，该形状记忆材料具有至少两个不同的与温度有关的稳定状态Z1、Z2，所述稳定状态Z1、Z2示例性地同时在图1和2中示出。在该实施例中，线圈的材料是镍钛诺。
在超过某一温度时，线圈L从其中一个状态(在上面的视图中示出的状态)转变到相应另一(在下面的视图中示出的)稳定状态。由于形状变化，振荡回路的振荡频率ω发生变化。
还示意性地示出了该设备1的振荡回路10如何插进EC电机3的电机结构空间。
除了用于测量振荡回路10的振荡频率ω的装置20之外，还设置有分析装置，该分析装置被构造得利用如下传统方法，以便根据由所述装置20检测到的测量参量从振荡回路10的振荡频率ω的变化中确定温度。
本发明在其实施方案方面并不限于在上文说明的优选的实施例。更确切地说，可设想的大量变型方案，所述变型方案即使在原则上不类似的实施方案中也使用所示出的解决方案。
Claims (9)
1.一种用于探测EC电机(3)的温度升高的设备(1)，所述设备(1)被构造为具有振荡回路(10)，所述振荡回路(10)具有至少一个线圈(L)和用于测量所述振荡回路(10)的振荡频率(ω)的装置(20)，其中所述设备(1)被构造为被连接在所述EC电机(3)的接线柱上，而且所述振荡回路的线圈(L)由形状记忆材料制成，所述形状记忆材料具有至少两个不同的与温度相关的稳定状态(Z1、Z2)，而且其中在低于或超过某一温度时，所述线圈(L)从其中一个状态变换到相应另一稳定状态，而且由此所述振荡回路(10)的振荡频率ω发生变化，
其中，所述振荡回路插进所述EC电机(3)的电机结构空间中或者直接布置在所述EC电机(3)上。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述形状记忆材料是金属合金，所述金属合金直至第一温度极限TG都以第一晶体结构存在，而在超过温度极限TG时，其晶体结构发生变化。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述线圈的材料是镍钛合金。
4.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述线圈的材料具有镍钛诺或由镍钛诺组成。
5.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，从其中一个状态转变到相应另一状态可逆地来实现。
6.一种EC电机(3)，其配备有根据权利要求1至5中任一项所述的设备(1)。
7.根据权利要求6所述的EC电机(3)，其特征在于，还设置有分析装置，所述分析装置被构造得利用如下方法，以便根据由所述装置(20)检测到的测量参量从所述振荡回路(10)的振荡频率ω的变化中确定温度。
8.一种用于探测根据权利要求6或7所述的EC电机(3)中的温度的方法，该方法具有如下步骤：
a.检测振荡回路(10)的振荡频率ω的变化；
b.根据由所述装置(20)检测到的测量参量从振荡回路(10)的振荡频率ω的变化中确定温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中附加地设置有切断装置，而且在探测到不容许的温度的情况下切断电机。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61148804A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 相互インダクタンス素子 |
| US6275131B1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-08-14 | Motorola, Inc. | Process for variable inductor using nickel titanium and placement |
| JP2006208028A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度センサー及び温度の測定方法 |
| KR20120066510A (ko) * | 2010-12-14 | 2012-06-22 | 한국과학기술연구원 | 과열감지장치 및 과열감지방법 |
| CN104089720A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-08 | 华帝股份有限公司 | 一种分离式测温装置 |
| CN105790449A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于使用sma和mrc的具有成本效益的无线致动器的装置 |
| US9618396B1 (en) * | 2013-03-15 | 2017-04-11 | Hrl Laboratories, Llc | Thermomagnetic resonator-based temperature sensing |
| CN209462300U (zh) * | 2018-10-25 | 2019-10-01 | 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 | 用于探测ec电机的温度升高的设备和ec电机 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010012296A1 (de) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung, anordnung und verfahren zur bestimmung einer temperatur |
| EP2535993B1 (de) | 2011-06-16 | 2016-03-30 | ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG | Schneller und redundanter Übertemperaturschutz mit sicherem Halt für einen EC-Motor |
| DE102017108112A1 (de) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Erfassung der Wicklungstemperatur einer Motorwicklung |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61148804A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 相互インダクタンス素子 |
| US6275131B1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-08-14 | Motorola, Inc. | Process for variable inductor using nickel titanium and placement |
| JP2006208028A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度センサー及び温度の測定方法 |
| KR20120066510A (ko) * | 2010-12-14 | 2012-06-22 | 한국과학기술연구원 | 과열감지장치 및 과열감지방법 |
| US9618396B1 (en) * | 2013-03-15 | 2017-04-11 | Hrl Laboratories, Llc | Thermomagnetic resonator-based temperature sensing |
| CN104089720A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-08 | 华帝股份有限公司 | 一种分离式测温装置 |
| CN105790449A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于使用sma和mrc的具有成本效益的无线致动器的装置 |
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| JP2009156047A (ja) | 燃料ポンプ制御装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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