CN113364221B - 一种电机转子温度检测系统及包括其的电机 - Google Patents

一种电机转子温度检测系统及包括其的电机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电机转子温度检测系统及包括其的电机。电机转子温度检测系统，用于设置在电机上以检测电机的转子温度，包括：供电绕组，设置在电机的定子端部，所述供电绕组套设在所述定子的端部绕组上，并在所述端部绕组磁场的作用下产生感应电流，作为非接触式测温装置的能量来源；非接触式测温装置，与所述供电绕组电连接，用于以非接触方式检测电机转子的温度。本发明通过利用红外测温模块、优化转子结构和端部绕组，在转子不开槽的前提下，解决了转子永磁体运行温度的检测问题。同时该测温系统还具有高效、准确和免维护等优点。

Description

一种电机转子温度检测系统及包括其的电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机转子温度检测系统及包括其的电机。
背景技术
相比电励磁电机，永磁电机具有体积小、结构简单、运行可靠、损耗小、效率高等优势，因此被广泛使用。转子永磁体的运行温度，直接影响电机工作状态和运行特性。运行温度过高会增加永磁体退磁的风险，获得永磁体的运行温度对于电机开发非常重要。
为了获得永磁体的运行温度，一些电机中会设置转子磁钢的非接触式测温装置，但是这种测温方式，需要在转轴开孔才能让非接触式测温装置接触永磁体，检测转子永磁体温度，结构复杂加工难度高。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种电机转子温度检测系统及包括其的电机，至少用于解决现有技术中存在的转子测温系统的结构复杂的技术问题，具体地：
第一方面，本发明提供一种电机转子温度检测系统，用于检测电机转子的温度，包括：
供电绕组，设置在电机的定子端部，所述供电绕组套设在所述定子的端部绕组上，并在所述端部绕组磁场的作用下产生感应电流，作为非接触式测温装置的能量来源；
非接触式测温装置，与所述供电绕组电连接，用于以非接触方式检测电机转子的温度。
进一步可选地，所述非接触式测温装置还包括储能模块，所述储能模块的输入端与所述供电绕组电连接，所述储能模块的输出端与所述非接触式测温装置电连接，以当供电绕组供电非接触式测温装置时，储能装置为非接触式测温装置供电的同时进行电能储蓄，用于测温系统供电。
进一步可选地，所述非接触式测温装置包括红外测温模块和转子挡板，所述转子挡板具有与磁钢错位设置的开孔。
进一步可选地，所述开孔使转子永磁体暴露在红外测温装置下，既能使红外测温装置通过挡板开孔测量转子永磁体温度，又能使转子挡板压紧永磁体防止其脱落。
进一步可选地，所述转子挡板上的通孔包括沿所述转子挡板周向设置的多个圆弧形孔。
进一步可选地，所述转子挡板为两个，用于分别设置在转子永磁体的两端。
进一步可选地，所述供电绕组包括：
线圈结构，固定在定子的一个端部绕组上，所述线圈结构的电流输出端与所述非接触式测温装置电连接；
支架，所述线圈结构固定在所述支架上，
所述支架还对所述非接触式测温装置进行支撑。
进一步可选地，所述电机转子温度检测系统包两组，分别设置在所述定子的两端，
两组所述电机转子温度检测系统包两组可单独或同时对转子温度进行检测。
第二方面，本发明提供一种电机，包括上述电机转子温度检测系统。
进一步可选地，所述电机为永磁电机。
本发明通过利用红外测温模块、优化转子结构和端部绕组，在转子不开槽的前提下，解决了转子永磁体运行温度的检测问题。同时该测温系统还具有高效、准确和免维护等优点。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明实施例电机转子温度检测系统设置在定子上的示意图；
图2示出图1的端面示意图；
图3示出本发明实施例供电绕组的结构示意图；
图4示出本发明实施例非接触式测温装置示意图；
图5示出本发明实施例转子挡板的结构示意图。
图中：
1、定子；2、端部绕组；3、供电绕组；4、非接触式测温装置；5、转子挡板；51、通孔；6、转子永磁体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
本发明通过利用红外测温模块、优化转子结构和端部绕组，在转子不开槽的前提下，解决了转子永磁体运行温度的检测问题。同时该测温系统还具有高效、准确和免维护等优点。并且，将供电绕组缠绕在端部绕组，利用电机端部磁场在供电绕组中产生的感应电流作为红外测温模块的能量来源。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：
如图1、图2、图3、图4所示，本发明提供一种电机转子温度检测系统，用于设置在电机上以检测电机的转子温度，包括：
供电绕组3，设置在电机的定子1端部，供电绕组3套设在定子1的端部绕组2上；
非接触式测温装置4，与供电绕组3电连接，非接触式测温装置4用于采用非接触方式检测电机转子的温度，
电机运行过程中供电绕组3可输出电流，并能够为非接触式测温装置4供电。
供电绕组3包括线圈结构，固定在定子1的一个端部绕组2上，线圈结构的电流输出端与非接触式测温装置4电连接。线圈结构可通过捆绑的方式套设在定子1的任意一个端部绕组2上。电机在运行过程中，端部绕组2产生交变磁场，与供电绕组3的线圈结构作用使线圈结构产生电流为非接触式测温装置4供电。
以电磁感应定律为理论基础，根据端部绕组2流通电流、红外测温模块运行电压，设计供电绕组3，电机运行时，供电绕组3输出电压大小与红外测温模块的运行电压相同。
供电绕组3还包括支架，线圈结构固定在支架上，支架还与非接触式测温装置4连接，并对非接触式测温装置4进行支撑。支架的设置可以更加稳定和有效的对非接触式测温装置4进行支撑，避免电机运行产生的振动使非接触式测温装置4发生位移而不能准确测温。
优选地，非接触式测温装置4包括红外测温模块，通过红外测温模块实现非接触式测温，可以避免对转子结构的破坏。进一步地，温度检测模块还包括储能模块，优选为蓄电池，储能模块的输入端与供电绕组3电连接，可以通过供电绕组3为储能模块充电，储能模块的输出端与红外测温模块电连接，可以为红外测温模块供电。储能模块的设置可以使红外测温模块的运行更加稳定，同时，还可以在电机停机状态下为红外测温模块供电，使其能够在电机停机状态在一定时长内对转子进行温度检测
优选地，电机转子温度检测系统包两组，分别设置在定子1的两端，两组电机转子温度检测系统包两组可单独或同时对转子温度进行检测。进一步地，两组电机转子温度检测系统可采用不同的温度检测模块，不同种温度检测方式可提高检测温度的精度；或者，两组电机转子温度检测系统中的一个工作，另一个作为备份，或者两个交替工作，以提高温度检测的可靠性，降低故障率。
本发明还提供一种电机，优选为永磁电机，包括电机转子温度检测系统，还包括两个转子挡板5，如图5所示，两个转子挡板5分别设置转子永磁体6的两端，两个转子挡板5从两端压紧转子上的永磁体，防止电机运行时永磁体松动弹出造成不可逆的损失。
至少设置有电机转子温度检测系统一侧的转子挡板5上设置有通孔51，即至少与红外测温模块相对的转子挡板5上设置有通孔51，将转子永磁体6充分暴露在红外测温模块下，使非接触式测温装置4可穿过通孔51检测转子永磁体6的温度。优选地，转子挡板5上的通孔51包括沿转子挡板5周向设置的多个圆弧形孔，可以尽可能增大通孔51在周向上的长度，从而增大可检测温度的范围。
进一步地，转子挡板5上的通孔51不易过大，既要能够保证转子永磁体6充分暴露有要保证转子挡板5能够有效压紧转子永磁体6。因此，通孔51的形状、大小可根据转子永磁体6的形状改变，以利于转子浸漆、转子永磁体6散热和直接测温。
优选地，两个转子挡板5上同时设置通孔51，进一步地，两个转子挡板5的形状相同，从而可以方便装配，同时还能够增加转子的散热面积。
本发明将定子端部绕组2产生的交变磁场在供电绕组3产生的感应电流用于红外测温模块供电，解决了红外测温模块运行的供电问题。同时红外测温模块通过转子挡板5开孔直接测量转子永磁体6运行温度，测试方法简单、准确、高效，其次红外测温模块中含有储能装置，可以作为红外测温模块的储备能源，增加了测温系统运行的可靠性。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (8)

1.一种电机转子温度检测系统，用于检测电机转子的温度，其特征在于，包括：
供电绕组，设置在电机的定子端部，所述供电绕组套设在所述定子的端部绕组上，并在所述端部绕组磁场的作用下产生感应电流，作为非接触式测温装置的能量来源；
非接触式测温装置，与所述供电绕组电连接，用于以非接触方式检测电机转子的温度，
所述非接触式测温装置包括红外测温模块和转子挡板，所述转子挡板具有与磁钢错位设置的开孔，
所述开孔使转子永磁体暴露在红外测温装置下，既能使红外测温装置通过挡板开孔测量转子永磁体温度，又能使转子挡板压紧永磁体防止其脱落。
2.根据权利要求1所述的电机转子温度检测系统，其特征在于，所述非接触式测温装置还包括储能模块，所述储能模块的输入端与所述供电绕组电连接，所述储能模块的输出端与所述非接触式测温装置电连接，以当供电绕组供电非接触式测温装置时，储能装置为非接触式测温装置供电的同时进行电能储蓄，用于电机转子温度检测系统供电。
3.根据权利要求1所述的电机转子温度检测系统，其特征在于，所述转子挡板上的通孔包括沿所述转子挡板周向设置的多个圆弧形孔。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电机转子温度检测系统，其特征在于，所述转子挡板为两个，用于分别设置在转子永磁体的两端。
5.根据权利要求1所述的电机转子温度检测系统，其特征在于，所述供电绕组包括：
线圈结构，固定在定子的一个端部绕组上，所述线圈结构的电流输出端与所述非接触式测温装置电连接；
支架，所述线圈结构固定在所述支架上，
所述支架还对所述非接触式测温装置进行支撑。
6.根据权利要求1所述的电机转子温度检测系统，其特征在于，所述电机转子温度检测系统包括两组，分别设置在所述定子的两端，
两组所述电机转子温度检测系统能够单独或同时对转子温度进行检测。
7.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电机转子温度检测系统。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述电机为永磁电机。
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