EP3833948A1 - Elektromotor mit thermochromen bauteil - Google Patents

Elektromotor mit thermochromen bauteil

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Publication number
EP3833948A1
EP3833948A1 EP19800984.7A EP19800984A EP3833948A1 EP 3833948 A1 EP3833948 A1 EP 3833948A1 EP 19800984 A EP19800984 A EP 19800984A EP 3833948 A1 EP3833948 A1 EP 3833948A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
camera
electric motor
stator
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19800984.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph Wystup
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG filed Critical Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Publication of EP3833948A1 publication Critical patent/EP3833948A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2213/00—Temperature mapping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws

Definitions

  • thermochromic component Electric motor with thermochromic component
  • the invention relates to an electric motor with a component for temperature detection and temperature monitoring and a method for temperature detection and temperature monitoring.
  • Temperature monitoring on electric motors is known in the prior art.
  • sensors such as thermal switches or thermal sensors are mostly used, which measure the temperature in particular on the windings of the electric motor.
  • Such sensors can only detect a temperature selectively.
  • temperature models In order to enable flat temperature monitoring, it is known to use temperature models to use the thermal temperature values to determine a temperature distribution to calculate.
  • this sometimes requires high computing power, which means that the hardware required for the calculations is expensive and takes up a lot of space.
  • the thermal models on the basis of which the temperature distribution is calculated can be faulty and are usually not adapted to changes in the conditions and some of them are not customizable. For example, a calculated temperature distribution can deviate from the actual temperature distribution due to wear or maintenance measures carried out. By using a large number of sensors, an exact temperature distribution can be calculated, but the problem that the model used for this usually does not correspond to reality remains.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the abovementioned disadvantages and of providing an electric motor and a method with or with which flat temperature distributions on components can be recorded inexpensively and economically.
  • an electric motor with a component is proposed, the component being formed at least partially from a thermochromic material or with a coating on the surface thereof
  • thermochromic material is provided.
  • the electric motor has one Camera and an evaluation unit.
  • the camera is designed to capture the surface of the component using image technology and preferably in color.
  • the evaluation unit is designed to determine a two-dimensional temperature field along the surface from images captured by the camera.
  • a black and white camera can also be used, the temperatures not being assigned to the colors but to the grayscale.
  • the component is designed to discolor as a function of a component temperature, so that the discoloration or the resulting color gradient on the surface can be detected by the camera.
  • Thermochromism is the property of certain substances to change color when the temperature changes. This process is reversible so that the substance or the component returns to its original color after cooling. The color changes are caused by changes in the molecular or crystal structure.
  • the component can therefore be produced, for example, from a mixture of a carrier material such as plastic and a thermochromic substance.
  • a surface of the component can also be coated with a thermochromic material such as paint or lacquer.
  • thermochromic colors also called thermochromic colors or thermochromic colors
  • Such temperature measurement colors are coating materials which indicate temperature changes due to color change or color change.
  • thermochromic substance used, a Temperature changes, for example from white green or from black turquoise.
  • the electric motor further comprises an illuminating device which is designed to illuminate the surface which is captured by the camera.
  • An LED is particularly advantageous for this purpose as lighting means, since it itself generates no or only a slight temperature and does not additionally heat the illuminated surface or the room it illuminates.
  • the component determines a cavity and the surface captured by the camera is an inner surface of the component that faces the cavity. A large area can thus be captured by the camera.
  • a variant of the invention is also advantageous in which the electric motor comprises a stator with a plurality of stator windings and an intermediate space is determined between two immediately adjacent stator windings of the plurality of stator windings, in which the component is arranged.
  • the stator preferably comprises a multiplicity of stator teeth arranged in a star shape, it being possible for a stator tooth to be T-shaped and for each stator winding to be arranged or wound on a stator tooth. The between the stator windings or between the
  • stator winding a stator winding or the strands of a stator winding can be arranged, or alternatively two stator windings or the strands of two stator windings.
  • a variant of the invention is advantageous in which the component is designed as a covering which determines the cavity and which has an outer surface facing away from the cavity is adjacent to or directly adjacent to the adjacent stator windings.
  • the component is designed as a covering which determines the cavity and which has an outer surface facing away from the cavity is adjacent to or directly adjacent to the adjacent stator windings.
  • the cladding is formed from the thermochromic material or on an inner surface facing the cavity with the
  • thermochromic material is coated.
  • the lighting means is also designed to illuminate the cavity and the inner surface of the lining facing the cavity.
  • the camera is designed to image the cavity and the inner surface of the cladding facing the cavity.
  • an embodiment of the electric motor is advantageous in which the electric motor has a rotor that can be rotated around the stator.
  • the cavity determined by the cladding is also opened in the radial direction towards the rotor and the camera is designed to record the rotor by image technology.
  • the rotor position relative to the stator can be determined and used for the rotor position for controlling the electric motor.
  • an advantageous further development also provides that an angular scale encircling the stator in the circumferential direction is provided on an inner surface of the rotor which faces the stator and which can be detected by the camera. Points or sections of the rotor are assigned or can be assigned a relative rotational angle position with respect to the stator by means of the angle scale.
  • a further advantageous variant of the invention provides that the camera is designed to capture the surface of the component partly in terms of image technology and in color, and the evaluation unit is designed to be in the colors of Associate images of the surface with the camera and record temperature values from the temperature values associated with the surface and determine the two-dimensional temperature field along the surface of the component.
  • the two-dimensional temperature field determined by the evaluation unit is a scalar field in which a temperature value is assigned to each point of the surface of the component detected by the camera.
  • the evaluation unit is further configured to determine a degree of contamination of the surface and / or a state of the surface or the component from the images captured by the camera.
  • the space captured by the camera for example a cavity determined by the component, can also be used to monitor and record measured values be used. If, for example, smoke is detected by the camera in the cavity, this can be detected by the evaluation unit, so that overheating or a defect can be concluded and control measures can be initiated.
  • the color intensity or the exact color in the images captured by the camera may vary slightly. This can also occur with cameras of the same model.
  • an advantageous variant provides that a temperature-resistant color scale is provided on the surface, which can be detected by the camera and certain colors at certain temperatures assigns, where a color is assigned to a temperature or a temperature limit.
  • the evaluation unit is preferably designed to assign the colors of the color scale to specific temperatures from the recorded color scale and from this to determine the temperature distribution of the surface of the component recorded in the image. This eliminates the need for manual adjustment or calibration of the evaluation unit or the camera.
  • the color scale can only specify two values, for example, so that, for example, a first color stands for temperatures up to 50 ° C and a second color for temperatures above 100 ° C.
  • the color scale can also represent different color intensities, a multitude of colors or color gradients, so that temperature values can be assigned to the different colors or gradations. Because of the
  • Color scale covered area of the surface is only very small, the temperature actually prevailing in the area of the color scale can, for example, from the temperatures of the areas of the surface adjacent to the color scale. b. can be calculated by interpolation.
  • a position scale is provided on the surface, which can be detected by the camera and each points or sections on the surface assigns a specific position value.
  • the evaluation unit can assign a specific position to a temperature value detected by the color.
  • the position scale can also be designed as a grid or grid that preferably extends completely over the surface.
  • the component can also be designed as a closed or open in the longitudinal direction hollow cylinder, which determines the cavity in its interior and the camera with the lighting means.
  • the hollow cylinder can be completely arranged in a stator winding.
  • Another aspect of the invention relates to a method for detecting a two-dimensional temperature field along a surface of a component.
  • the component is at least partially formed from a thermochromic material or on its surface with a coating of the
  • thermochromic material Furthermore, the surface is formed by the thermochromic material to change color depending on a component temperature on the surface.
  • a camera is provided for the method, which captures the surface of the component using image technology, the images captured by the camera being transmitted to an evaluation unit.
  • the evaluation unit assigns colors from the images captured by the camera to the surface temperature values.
  • the evaluation unit preferably assigns the temperature values to specific points on the surface.
  • the evaluation unit determines the two-dimensional temperature field along the surface of the component from the temperature values assigned to the surface.
  • a component is arranged on the stator winding, the component being at least partially formed from a thermochromic material or provided on its surface with a coating of the thermochromic material.
  • the surface is formed by the thermochromic material to discolor depending on a component temperature on the surface.
  • a camera is also provided for the method, which captures the surface of the component and the images captured by the camera are transmitted to an evaluation unit.
  • the evaluation unit assigns colors from the images of the surface and preferably certain points on the surface to temperature values and determines the two-dimensional temperature field along the surface of the component from the temperature values assigned to the surface.
  • the two-dimensional temperature field of the stator winding or the surface of the stator winding facing the component is determined from the temperature values assigned to the surface.
  • the electric motor comprises a stator with a large number of stator windings and the component is arranged as a cladding in an intermediate space between two stator windings arranged directly next to one another and directly adjacent to or adjacent to the stator windings arranged next to one another is adjacent.
  • the evaluation unit assigns colors from the images of the surface to temperature values and determines from the temperature values assigned to the surface the two-dimensional temperature field along the surface of the component and thus a two-dimensional temperature field of the respective stator winding for each of the two stator windings arranged directly next to one another.
  • Fig. 4 stator of an electric motor
  • thermochromism 5a - 5d discoloration of a component by thermochromism
  • FIG. 1 shows a section and a cross section of a stator 10 of an electric motor realized as an external rotor.
  • the stator 10 has an annular stator back 1 T, from which stator teeth 11 extend radially outward in a star shape and uniformly distributed in the circumferential direction U.
  • the stator teeth 11 are each T-shaped, so that on a section lying outside in the radial direction
  • Stator teeth 11 each connect a tooth section which extends in the circumferential direction U and essentially orthogonally to the section of the respective stator tooth 11 extending in the radial direction R. A gap is formed between each two adjacent stator teeth 11, in which the stator windings 12 are received.
  • the component is designed as a cladding 13, a cladding 13 in each case being arranged in an intermediate space between two immediately adjacent stator teeth 11.
  • the cladding 13 lies directly on two
  • the cladding 13 each defining a cavity 17 in which a camera 21 and a arranged as LED lighting means 22 is arranged.
  • the camera 21 and the lighting means 22 are preferably arranged at one end section in the longitudinal direction of the cavity 17, so that the component or the covering 13 is illuminated by the lighting means 22 over its entire length and by the camera 21 technically he can be captured.
  • Stator windings 12 and the stator back 11 ' the surface of the component is essentially divided into three sections.
  • a first section of the cladding lies against a first stator winding 12 ′, so that a first section 14 of the surface is essentially heated by the first stator winding 12 ′ and can change color due to the temperature of the first stator winding 12 ′, so that the camera 21 the first section 14, the temperature field on the first stator winding 12 'can be determined.
  • a second section of the cladding lies against the back of the stator 1 T, so that a second section 15 of the surface essentially deviates from that
  • Stator back 1 T is heated and by the temperature of the
  • Stator winding 12 " so that a third section 16 of the surface is essentially heated by the second stator winding 12" and can change color due to the temperature of the second stator winding 12 ", so that the temperature field at the second section 16 is caused by the camera 21 - th stator winding 12 "can be determined.
  • FIG. 2 shows a cladding 17 of the stator 10 from FIG. 1, from a viewing direction identified by A in FIG. 1.
  • a position scale 18 is arranged on the second section 15 of the surface, by means of which discolorations recorded by image technology can be assigned a position on the cladding 17.
  • the position scale 18 can alternatively also be virtual from the evaluation unit in FIG the image captured by the camera 21 can be included.
  • the position scale 18 can also be additionally provided on the first section 14 and the third section 16.
  • a color scale 19 is also provided, as a result of which the evaluation unit for colors which are assigned to a temperature has a comparison value directly in the image captured by the camera 21.
  • the color scale 19 has only two values by way of example.
  • the "color" black can be assigned a first temperature limit of 100 ° C and the "color” white a second temperature limit of 60 ° C.
  • the second temperature limit value or the lowest temperature limit value can preferably correspond to a target operating temperature. If areas in the image captured by the camera have a color that is identical to the color black, it can be determined by the evaluation unit that these areas are at least 100 ° C. and analogously that areas with the color white have a temperature of up to 60 ° C.
  • thermochromic material is linear, so that there are color gradations or, in the case of a black-and-white representation, depending on the temperature, grayscale levels can be concluded from the gray levels or from the color gradation, an exact temperature and an exact temperature gradient and these are determined by the evaluation unit.
  • a rotor 30 which surrounds the stator 10 in the circumferential direction is shown in FIG. 3 and comprises a plurality of magnets 31 and a circumferential sleeve 32.
  • an angle scale is provided, which is defined by the space between the stator 10
  • Stator teeth 11 can be captured by imaging.
  • the evaluation unit can determine an angle of rotation position of the rotor 30 relative to the stator 10 using the angle scale recorded by the camera 21, this angle of rotation position for example to reduce the starting current and to correctly control the electric motor, in particular during the Start-up can be used.
  • the sleeve 32 can also be formed from or coated with the thermochromic material, so that the temperature or the temperature profile can be determined at the section of the rotor 30 recorded in each case by imaging technology. If smoke develops on the stator 10 or on the rotor 30, for example due to overheating, the smoke can also be recorded by the camera 21 so that the evaluation unit can report the smoke development to the engine control unit and, for example, trigger an emergency stop.
  • the temperature fields or degrees of contamination determined can also be passed on to the engine control system and used by it to control the engine.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment to the stator 10 of FIG. 1.
  • the gaps between the stator teeth 11 are essentially completely filled with the stator windings 12.
  • the components designed as cladding 13 are each arranged together with the respectively associated camera 21 and the respectively associated lighting means 22 between the sections of the stator teeth 11 extending in the circumferential direction U.
  • Immediately adjacent stator windings 12 in an intermediate space between two stator teeth 11 can adjoin one another directly and can be separated from one another, for example, only by a thin separating layer.
  • FIGS. 5a to 5d show examples 40 of a component taken by a camera at different times.
  • a single heating wire runs along a line 42 in the image plane below the component.
  • the entire image-related surface 41 is uncolored in FIG. 5a. Depending on the assigned temperature limits, this has a temperature below 60 ° C, for example.
  • Current supply to the heating wire is evaluated at three time intervals from one another by the evaluation unit, which are shown in FIGS. 5b to 5d.
  • the heat emanating from the heating wire heats the component and leads on its surface 41 to a discoloration detected by the camera, which, as can be seen in FIGS. 5b to 5d, spreads further and further in the component. Due to the discoloration together with the position scale 45 provided on the surface, the evaluation unit can determine a temperature profile extending outwards from the center of the image (line 42).

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Bauteil, wobei das Bauteil zumindest teilweise aus einem thermochromen Material gebildet oder an seiner Oberfläche (14, 15, 16) mit einer Beschichtung aus dem thermochromen Material versehen ist und wobei der Elektromotor eine Kamera (21) aufweist, welche ausgebildet ist, die Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils bildtechnisch zu erfassen, und eine Auswerteeinheit aufweist, welche ausgebildet ist, aus von der Kamera (21) erfassten Bilder ein zweidimensionales Temperaturfeld entlang der Oberfläche (14, 15, 16) zu bestimmen.

Description

Elektromotor mit thermochromen Bauteil
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Bauteil zur Temperaturer fassung und Temperaturüberwachung sowie ein Verfahren zur Temperaturerfassung und Temperaturüberwachung.
Im Stand der Technik ist eine Temperaturüberwachung an Elektromotoren bekannt. Hierfür werden meist Sensoren wie Thermoschalter oder Thermo- fühler verwendet, welche die Temperatur insbesondere an den Wicklungen des Elektromotors messen. Durch solche Sensoren kann eine Temperatur jedoch lediglich punktuell erfasst werden. Um eine flächige Temperaturüberwachung zu ermöglichen, ist bekannt, aus den punktuell erfassten Tempera- turwerten mithilfe von thermischen Modellen eine Temperaturverteilung zu berechnen. Hierfür ist jedoch teilweise eine hohe Rechenleistung erforderlich, wodurch die für die Berechnungen notwendige Hardware teuer ist und einen großen Platzbedarf hat Hinzukommt, dass die thermischen Modelle, auf deren Grundlage die Temperaturverteilung berechnet wird, fehlerhaft sein können und meist nicht auf Veränderungen der Bedingungen angepasst werden und teilweise auch nicht anpassbar sind. Beispielsweise kann eine berechnete Temperaturverteilung durch Verschleiß oder durch durchgeführte Wartungsmaßnahmen von der tatsächlichen Temperaturverteilung abwei chen. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Sensoren kann zwar eine genaue re Temperaturverteilung berechnet werden, das Problem, dass das hierfür verwendete Modell jedoch meist nicht mit der Realität übereinstimmt, bleibt jedoch bestehen.
Alternative Methoden zur flächigen Temperaturerfassung bzw. Elektromoto- ren, bei welchen die Temperaturen durch Methoden, wie beispielsweise durch Wärmebildkameras, erfasst werden, sind meist teuer und daher nicht wirtschaftlich zur dauerhaften Temperaturüberwachung einsetzbar.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Elektromotor sowie ein Verfahren bereitzustel- len, bei bzw. mit welchem flächige Temperaturverteilungen an Bauteilen kostengünstig und wirtschaftlich erfasst werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Elektromotor mit einem Bauteil vorgeschlagen, wobei das Bauteil zumindest teilweise aus einem thermochromen Material gebildet oder an seiner Oberfläche mit einer Beschichtung aus dem
thermochromen Material versehen ist. Zudem weist der Elektromotor eine Kamera und eine Auswerteeinheit auf. Die Kamera ist ausgebildet, die Oberfläche des Bauteils bildtechnisch und vorzugsweise in Farbe zu erfassen. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, aus von der Kamera erfassten Bildern ein zweidimensionales Temperaturfeld entlang der Oberfläche zu bestimmen. Neben der Verwendung einer Farbkamera zur Aufnahme von Farbbildern und der Bestimmung der Temperaturen aus den Farben, kann auch eine Schwarz-Weiß-Kamera verwendet werden, wobei die Temperaturen keinen Farben sondern den Graustufen zugeordnet werden.
Durch das thermochrome Material ist das Bauteil ausgebildet, sich in Abhän- gigkeit einer Bauteiitemperatur zu verfärben, wodurch die Verfärbung bzw. der sich dadurch ergebende Farbverlauf an der Oberfläche von der Kamera erfasst werden kann.
Als Thermochromie wird die Eigenschaft bestimmter Substanzen bezeichnet, bei Temperaturänderung die Farbe zu ändern. Dieser Vorgang ist reversibel, sodass die Substanz bzw. das Bauteil nach Abkühlung wieder die ursprüngliche Farbe annimmt. Die Farbveränderungen werden durch Änderungen der Molekül- oder Kristallstruktur verursacht.
Das Bauteil kann daher beispielsweise aus einem Gemisch aus einem Trägermaterial wie Kunststoff und einer thermochromen Substanz hergestellt werden. Alternativ zu einem Gemisch, welches zum Beispiel durch einen Spritzgussprozess zu dem Bauteil verarbeitet werden kann, kann eine Oberfläche des Bauteils auch mit einem thermochromen Material wie Farbe oder Lack beschichtet sein. Solche Temperaturmessfarben (auch thermochroma- tische Farben oder Thermochromfarben genannt) sind Beschichtungswerk- Stoffe, welche Temperaturveränderungen durch Farbumschlag beziehungs weise Farbveränderung anzeigen.
Abhängig von der verwendeten thermochromen Substanz wird durch einen Temperaturveränderung zum Beispiel aus Weiß Grün oder aus Schwarz Türkis.
Um die Temperaturerfassung auch in einem Inneren des Elektromotors bzw. bei Dunkelheit zu ermöglichen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass der Elektromotor ferner ein Beleuchtungsmittel umfasst, das ausgebildet ist, die Oberfläche, welche von der Kamera erfasst wird, zu beleuchten. Vorteil haft ist hierfür insbesondere eine LED als Beleuchtungsmittel, da eine solche selbst keine oder nur geringfügig Temperatur erzeugt und die beleuchtete Oberfläche bzw. den von ihr ausgeleuchteten Raum nicht zusätzlich erwärmt. Eine weitere Ausführungsform, die von Vorteil ist, sieht vor, dass das Bauteil einen Hohlraum bestimmt und die von der Kamera erfasste Oberfläche eine zu dem Hohlraum weisende Innenfläche des Bauteils ist. Von der Kamera kann dadurch eine große Fläche erfasst werden.
Insbesondere ist zudem eine Variante der Erfindung vorteilhaft, bei welcher der Elektromotor einen Stator mit einer Vielzahl von Statorwicklungen umfasst und zwischen zwei unmittelbar benachbarten Statorwicklungen der Vielzahl von Statorwicklungen ein Zwischenraum bestimmt ist, in welchem das Bauteil angeordnet ist.
Der Stator umfasst dabei vorzugweise eine Vielzahl von sternförmig ange- ordneten Statorzähnen, wobei ein Statorzahn T-förmig ausgebildet sein kann und jeweils eine Statorwicklung an einem Statorzahn angeordnet bzw. gewickelt ist. Die zwischen den Statorwicklungen bzw. zwischen den
Statorzähnen liegenden Abstände entsprechen den Zwischenräumen, wobei in zumindest einem der Zwischenräume das besagte Bauteil angeordnet sein kann. Das Bauteil liegt vorzugweise unmittelbar an der oder den direkt angrenzenden Statorwicklungen an oder ist nur durch einen schmalen Luftspalt beabstandet, sodass sich die Wärme der Statorwicklung(en) auf das jeweils direkt anliegende oder direkt benachbarte Bauteil überträgt. Dabei wird die Wärme auf eine zu der Statorwicklung gewandte Außenfläche übertragen, wodurch sich das Bauteil erwärmt und die Verfärbung des thermochromen Materials an der Oberfläche von der Kamera erfasst werden kann, wobei die Oberfläche vorzugsweise als Innenfläche der Außenfläche an dem Bauteil gegenüberliegt. Zwischen zwei unmittelbar benachbarten Statorzähnen kann eine Statorwicklung bzw. können die Stränge einer Statorwicklung angeord net sein oder alternativ zwei Statorwicklungen bzw. die Stränge zweier Statorwicklungen.
Soll eine Temperatur bzw. der Temperaturverlauf einer bestimmten Elektro- motorkomponente bzw. der Statorwicklungen erfasst werden, ist eine Variante der Erfindung vorteilhaft, bei welcher das Bauteil als eine Verkleidung ausgebildet ist, welche den Hohlraum bestimmt und welche mit einer von dem Hohlraum wegweisenden Außenfläche unmittelbar an die benachbarten Statorwicklungen angrenzt oder unmittelbar zu diesen benachbart ist. Als unmittelbar benachbart wird dabei verstanden, dass die Außenfläche des Bauteils bzw. das Bauteil nur durch einen vorzugsweise schmalen Luftspalt von maximal 1 mm von der Statorwicklung beabstandet ist. Ferner ist vorge sehen, dass die Verkleidung aus dem thermochromen Material gebildet ist oder an einer zu dem Hohlraum weisenden Innenfläche mit dem
thermochromen Material beschichtet ist. Das Beleuchtungsmittel ist ferner ausgebildet, den Hohlraum und die zu dem Hohlraum weisende Innenfläche der Verkleidung zu beleuchten. Ferner ist die Kamera ausgebildet, den Hohlraum und die zu dem Hohlraum weisende Innenfläche der Verkleidung bild technisch zu erfassen. Darüber hinaus ist eine Ausführungsform des Elektromotors vorteilhaft, bei welcher der Elektromotor einen um den Stator rotierbaren Rotor aufweist.
Der von der Verkleidung bestimmte Hohlraum ist ferner in Radialrichtung zu dem Rotor hin geöffnet und die Kamera ausgebildet, den Rotor bildtechnisch zu erfassen. Durch die bild- bzw. kameratechnische Erfassung des Rotors kann die Rotorposition gegenüber dem Stator ermittelt und für die Rotorposition für die Steuerung des Elektromotors genutzt werden.
Zur genauen Erfassung der Rotorposition gegenüber dem Stator sieht eine vorteilhafte Weiterbildung zudem vor, dass an einer zu dem Stator weisen- den Innenfläche des Rotors eine in Umfangsrichtung den Stator umlaufende Winkelskala vorgesehen ist, welche von der Kamera erfassbar ist. Durch die Winkelskala sind Punkten oder Abschnitten des Rotors eine relative Dreh winkelposition gegenüber dem Stator zugeordnet bzw. zuordenbar.
Um aus den von der Kamera erfassten Bildern Temperaturverteilungen bzw. Temperaturfelder bestimmen zu können, sieht eine weitere vorteilhafte Erfindungsvariante vor, dass die Kamera ausgebildet ist, die Oberfläche des Bau teils bildtechnisch und in Farbe zu erfassen und die Auswerteeinheit ausgebildet ist, Farben in den von der Kamera erfassten Bildern der Oberfläche Temperaturwerte zuzuordnen und aus den der Oberfläche zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Temperaturfeld entlang der Oberfläche des Bauteils zu bestimmen.
Vorteilhaft ist bei einer weiteren Ausbildungsform, dass das von der Auswerteeinheit bestimmte zweidimensionale Temperaturfeld ein Skalarfeld ist, bei welchem jedem von der Kamera erfassten Punkt der Oberfläche des Bauteils ein Temperaturwert zugeordnet ist.
Neben der Temperaturverteilung bzw. dem Temperaturfeld können weitere Kennwerte durch die Kamera erfasst und durch die Auswerteeinheit be stimmt werden. Hierfür sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Auswerteeinheit ferner ausgebildet ist, aus den von der Kamera erfassten Bildern einen Grad der Verschmutzung der Oberfläche und/oder ein Zustand der Oberfläche oder des Bauteils zu bestimmen. Neben der Oberfläche kann auch der von der Kamera erfasste Raum, beispielsweise ein von dem Bauteil bestimmter Hohlraum, für die Überwachung und Erfassung von Messwerten verwendet werden. Wird beispielsweise in dem Hohlraum Rauch von der Kamera erfasst, kann das von der Auswerteeinheit detektiert werden, sodass auf eine Überhitzung oder einen Defekt geschlossen und steuerungstechni sche Maßnahmen eingeleitet werden können. Abhängig von einer verwendeten Kamera kann die Farbintensität oder die genaue Farbe in den von der Kamera aufgenommenen Bildern leicht variieren. Dies kann auch bei Kameras eines gleichen Modells auftreten. Um die Kameras bzw. die Auswerteeinheit, welche auch Bilder mehrerer Kameras auswerten kann, nicht individuell justieren zu müssen, sieht eine vorteilhafte Variante vor, dass auf der Oberfläche eine temperaturfeste Farbskala vorge sehen ist, welche von der Kamera erfassbar ist und bestimmte Farben bestimmten Temperaturen zuordnet, wobei jeweils eine Farbe einer Temperatur oder einer Temperaturgrenze zugeordnet ist. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise ausgebildet, aus der erfassten Farbskala die Farben der Farbska- la bestimmten Temperaturen zuzuordnen und daraus die Temperaturverteilung der in dem Bild erfassten Oberfläche des Bauteils zu ermitteln. Dadurch entfällt ein manuelles Justieren bzw. Eichen der Auswerteeinheit bzw. der Kamera. Die Farbskala kann dabei beispielsweise nur zwei Werte vorgeben, sodass beispielsweise eine erste Farbe für Temperaturen bis 50°C und eine zweite Farbe für Temperaturen ab 100°C steht. Alternativ kann die Farbskala auch verschiedene Farbintensitäten, eine Vielzahl von Farben oder Farbver- läufe wiedergeben, sodass den Verschiedenen Farben oder Abstufungen jeweils Temperaturwerte zugeordnet werden können. Da die von der
Farbskala verdeckte Fläche der Oberfläche nur sehr gering ist, kann die tat- sächlich im Bereich der Farbskala herrschende Temperatur aus den Tempe raturen der an die Farbskala angrenzenden Bereiche der Oberfläche z. b. durch Interpolation berechnet werden.
Da es möglich sein soll eine flächige Temperaturverteilung an dem Bauteil des Elektromotors zu ermitteln, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform des Elektromotors vor, dass auf der Oberfläche eine Positionsskala vorgesehen ist, welche von der Kamera erfassbar ist und Punkten oder Abschnitten auf der Oberfläche jeweils einen bestimmten Positionswert zuordnet. Dadurch kann von der Auswerteeinheit einem durch die Farbe erfassten Temperatur- wert eine bestimmte Position zugeordnet werden. Die Positionsskala kann auch als ein sich vorzugsweise vollständig über die Oberfläche erstrecken des Raster oder Gitternetz ausgebildet sein.
Das Bauteil kann auch als abgeschlossener oder in Längsrichtung geöffneter Hohlzylinder ausgebildet sein, welcher in seinem Inneren den Hohlraum be- stimmt und die Kamera mit dem Beleuchtungsmittel aufnimmt. In einem solchen Fall kann der Hohlzylinder vollständig in einer Statorwicklung angeord net sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung eines zweidimensionalen Temperaturfeldes entlang einer Oberfläche eines Bau- teils. Das Bauteil ist zumindest teilweise aus einem thermochromen Material gebildet oder an seiner Oberfläche mit einer Beschichtung aus dem
thermochromen Material versehen. Ferner ist die Oberfläche durch das thermochrome Material ausgebildet, sich in Abhängigkeit einer Bauteiltemperatur an der Oberfläche zu verfärben. Für das Verfahren ist darüber hinaus eine Kamera vorgesehen, welche die Oberfläche des Bauteils bildtechnisch erfasst, wobei die von der Kamera erfassten Bilder an eine Auswerteeinheit übermittelt werden. Die Auswerteeinheit ordnet Farben aus den durch die Kamera erfassten Bildern der Oberfläche Temperaturwerte zu. Vorzugsweise ordnet die Auswerteeinheit die Temperaturwerte bestimmten Punkten auf der Oberfläche zu. Aus den der Oberfläche zugeordneten Temperaturwerten wird durch die Auswerteeinheit das zweidimensionale Temperaturfeld entlang der Oberfläche des Bauteils bestimmt.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird zudem ein Verfahren zur Erfassung eines zweidimensionalen Temperaturfeldes an einer
Statorwicklung eines Elektromotors vorgeschlagen. An der Statorwicklung ist ein Bauteil angeordnet, wobei das Bauteil zumindest teilweise aus einem thermochromen Material gebildet oder an seiner Oberfläche mit einer Be- Schichtung aus dem thermochromen Material versehen ist. Die Oberfläche ist durch das thermochrome Material ausgebildet, sich in Abhängigkeit einer Bauteiltemperatur an der Oberfläche zu verfärben. Für das Verfahren ist zu dem ebenfalls eine Kamera vorgesehen, welche die Oberfläche des Bauteils erfasst und wobei die von der Kamera erfassten Bilder an eine Auswerteein- heit übermittelt werden. Die Auswerteeinheit ordnet Farben aus den Bildern der Oberfläche und vorzugsweise bestimmten Punkten auf der Oberfläche Temperaturwerte zu und bestimmt aus den der Oberfläche zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Temperaturfeld entlang der Ober fläche des Bauteils. Aus den der Oberfläche zugeordneten Temperaturwer- ten wird das zweidimensionale Temperaturfeld der Statorwicklung bzw. der zu dem Bauteil weisenden Oberfläche der Statorwicklung bestimmt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht zudem vor, dass der Elektromotor einen Stator mit einer Vielzahl von Statorwickl ungen umfasst und das Bauteil als eine Verkleidung in einem Zwischenraum zwischen zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Statorwicklungen angeordnet ist und unmittelbar an die nebeneinander angeordneten Statorwicklungen an grenzt oder zu diesen benachbart ist. Die Auswerteeinheit ordnet Farben aus den Bildern der Oberfläche Temperaturwerte zu und bestimmt aus den der Oberfläche zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Tempe- raturfeld entlang der Oberfläche des Bauteils und dadurch für jede der zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Statorwicklungen jeweils ein zweidimensionale Temperaturfeld der jeweiligen Statorwicklung.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Be- Schreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Stator eines Elektromotors;
Fig. 2 Bauteil zur Ermittlung eines Temperaturfeldes an einem Stator; Fig. 3 Stator eines Elektromotors mit einem Rotor;
Fig. 4 Stator eines Elektromotors;
Fig. 5a - 5d Verfärbung eines Bauteils durch Thermochromie;
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. In Figur 1 ist ein Stator 10 eines als Außenläufer realisierten Elektromotors ausschnittsweise und im Querschnitt dargestellt. Der Stator 10 weist einen ringförmigen Statorrücken 1 T auf, von welchem sich sternförmig und in Umfangsrichtung U gleichmäßig verteilt Statorzähne 11 in Radialrichtung R nach außen erstrecken. Die Statorzähne 11 sind jeweils T-förmig ausgebildet, so- dass sich an einem in Radialrichtung außenliegenden Abschnitt der
Statorzähne 11 jeweils ein Zahnabschnitt anschließt, welches sich in Umfangsrichtung U und im Wesentlichen orthogonal zu dem sich in Radialrichtung R erstreckenden Abschnitt des jeweiligen Statorzahns 11 erstreckt. Zwi schen jeweils zwei benachbarten Statorzähnen 11 ist ein Zwischenraum ge- bildet, in welchen die Statorwicklungen 12 aufgenommen sind.
Bei der in Figur 1 illustrierten Ausführungsform der Erfindung ist das Bauteil als Verkleidung 13 ausgeführt, wobei jeweils eine Verkleidung 13 in einem Zwischenraum zwischen zwei unmittelbar benachbarten Statorzähnen 11 angeordnet ist. Die Verkleidung 13 liegt jeweils unmittelbar an zwei
Statorwicklungen 12 und an dem Statorrücken 1 T an, wobei die Verkleidung 13 jeweils einen Hohlraum 17 bestimmt, in welchem eine Kamera 21 und ein als LED ausgeführtes Beleuchtungsmittel 22 angeordnet ist. Die Kamera 21 und das Beleuchtungsmittel 22 sind vorzugsweise, wie in Figur 2 gezeigt, an einem Endabschnitt in Längsrichtung des Hohlraums 17 angeordnet, sodass das Bauteil bzw. die Verkleidung 13 über ihre gesamte Länge von dem Be- leuchtungsmittel 22 ausgeleuchtet und von der Kamera 21 bildtechnisch er fasst werden kann. Dadurch, dass die Verkleidung 13 an zwei
Statorwicklungen 12 und dem Statorrücken 11‘ anliegt, wird die Oberfläche des Bauteils im Wesentlichen in drei Abschnitte geteilt. Ein erster Abschnitt der Verkleidung liegt an einer ersten Statorwicklung 12' an, sodass ein erster Abschnitt 14 der Oberfläche im Wesentlichen von der ersten Statorwicklung 12‘ erwärmt wird und sich durch die Temperatur der ersten Statorwicklung 12' verfärben kann, sodass durch die Kamera 21 an dem ersten Abschnitt 14 das Temperaturfeld an der ersten Statorwicklung 12‘ bestimmbar ist. Ein zweiter Abschnitt der Verkleidung liegt an dem Statorrücken 1 T an, sodass ein zweiter Abschnitt 15 der Oberfläche im Wesentlichen von dem
Statorrücken 1 T erwärmt wird und sich durch die Temperatur des
Statorrückens 1 T verfärben kann, sodass durch die Kamera 21 an dem zweiten Abschnitt 15 das Temperaturfeld des Abschnitts des Statorrückens 1 T zwischen der ersten Statorwicklung 12‘ und einer zweiten Statorwicklung 12“ bestimmbar ist. Ein dritter Abschnitt der Verkleidung liegt an der zweiten
Statorwicklung 12“ an, sodass ein dritter Abschnitt 16 der Oberfläche im Wesentlichen von der zweiten Statorwicklung 12“ erwärmt wird und sich durch die Temperatur der zweiten Statorwicklung 12“ verfärben kann, sodass durch die Kamera 21 an dem dritten Abschnitt 16 das Temperaturfeld an der zwei- ten Statorwicklung 12“ bestimmbar ist.
Figur 2 zeigt eine Verkleidung 17 des Stators 10 aus Figur 1 , aus einer mit A in Figur 1 gekennzeichneten Blickrichtung. Auf dem zweiten Abschnitt 15 der Oberfläche ist eine Positionsskala 18 angeordnet, durch welche bildtechnisch erfasste Verfärbungen eine Position auf der Verkleidung 17 zuordenbar ist. Die Positionsskala 18 kann alternativ auch virtuell von der Auswerteeinheit in das durch die Kamera 21 erfasste Bild eingerechnet werden. Die Positionsskala 18 kann darüber hinaus zusätzlich auch auf dem ersten Abschnitt 14 und dem dritten Abschnitt 16 vorgesehen sein. Neben der Positionsskala 18 ist zudem eine Farbskala 19 vorgesehen, wodurch die Auswerteeinheit für Farben, welche einer Temperatur zugeordnet sind, unmittelbar in dem von der Kamera 21 erfassten Bild einen Vergleichswert hat. In Figur 2 weist die Farbskala 19 beispielhaft lediglich zwei Werte auf. Beispielsweise kann der „Farbe“ Schwarz ein erster Temperaturgrenzwert von 100°C zugeordnet sein und der„Farbe“ Weiß ein zweiter Temperaturgrenzwert von 60°C. Vorzugs- weise kann der zweite Temperaturgrenzwert, bzw. der niedrigste Tempera turgrenzwert einer Soll-Betriebstemperatur entsprechen. Weisen Bereiche in dem von der Kamera erfassten Bild eine Farbe auf, welche identisch zu der Farbe Schwarz ist, ist von der Auswerteeinheit bestimmbar, dass diese Bereiche zumindest 100°C heiß sind und analog, dass Bereiche mit der Farbe Weiß eine Temperatur bis 60°C aufweisen. Ist der Farbverlauf des thermochromen Materials linear, sodass es zu farblichen Abstufungen bzw. bei einer Schwarz-Weiß-Darstellung abhängig von der Temperatur zu Graustufen kommt, kann aus den Graustufen bzw. aus der farblichen Abstufung auch auf eine genaue Temperatur und einen genauen Temperaturverlauf geschlossen und dieser von der Auswerteeinheit bestimmt werden.
Zusätzlich zu dem Stator 10, wie er in Figur 1 dargestellt ist, ist in Figur 3 ein den Stator 10 in Umfangsrichtung umgebender Rotor 30 dargestellt, welcher eine Vielzahl von Magneten 31 und eine umlaufenden Hülle 32 umfasst. Auf einer zu dem Stator weisenden Innenfläche 33 der Hülle 32 ist eine Winkel- Skala vorgesehen, welche durch den Zwischenraum zwischen den
Statorzähnen 11 bildtechnisch erfasst werden kann. Die Auswerteeinheit kann durch die von der Kamera 21 erfasste Winkelskala eine Drehwinkelposition des Rotors 30 gegenüber dem Stator 10 bestimmen, wobei diese Drehwinkelposition beispielsweise zur Reduzierung des Anlaufstroms und zur korrekten Ansteuerung des Elektromotors insbesondere während des Anlaufs genutzt werden kann. Zusätzlich kann die Hülle 32 ebenfalls aus dem thermochromen Material gebildet oder mit diesem beschichtet sein, so- dass die Temperatur bzw. der Temperaturverlauf an dem jeweils bildtechnisch erfassten Abschnitt des Rotors 30 bestimmbar ist. Kommt es an dem Stator 10 oder an dem Rotor 30 beispielsweise durch Überhitzung zu einer Rauchentwicklung, kann auch der Rauch von der Ka mera 21 bildtechnisch erfasst werden, sodass die Auswerteeinheit an die Motorsteuerung die Rauchentwicklung melden und beispielsweise einen Not- Stopp auslösen kann. Auch die ermittelten Temperaturfelder oder Ver- schmutzungsgrade können an die Motorsteuerung weitergegeben und von dieser zur Steuerung des Motors genutzt werden.
Figur 4 zeigt eine gegenüber dem Stator 10 der Figur 1 alternative Ausführung. Die Zwischenräume zwischen den Statorzähnen 11 sind im Wesentli chen vollständig mit den Statorwicklungen 12 gefüllt. Die als Verkleidung 13 ausgeführten Bauteile sind jeweils zusammen mit der jeweils zugehörigen Kamera 21 und dem jeweils zugehörigen Beleuchtungsmittel 22 zwischen den sich in Umfangsrichtung U erstreckenden Abschnitten der Statorzähne 11 angeordnet. Unmittelbar benachbarte Statorwicklungen 12 in einem Zwi schenraum zwischen zwei Statorzähnen 11 können dabei unmittelbar anei- nander angrenzen und beispielsweise nur durch eine dünne Trennschicht voneinander getrennt sein.
Die Figuren 5a bis 5d zeigen beispielhaft zu verschiedenen Zeitpunkten von einer Kamera aufgenommene Bilder 40 eines Bauteils. In der Bildebene unterhalb des Bauteils verläuft zur Illustration des Thermochromie-Effekts und der Bestimmung des Temperaturfeldes ein einzelner Heizdraht entlang einer Linie 42. Zunächst ist in Figur 5a die gesamte bildtechnisch erfasste Oberflä che 41 unverfärbt. Abhängig von den zugeordneten Temperaturgrenzen weist diese somit beispielsweise eine Temperatur unter 60°C auf. Nach dem Bestromen des Heizdrahtes werden in zeitlichen Abständen zueinander drei weitere Bilder von der Auswerteeinheit ausgewertet, welche in den Figuren 5b bis 5d dargestellt sind. Die von dem Heizdraht ausgehende Wärme erwärmt das Bauteil und führt an dessen Oberfläche 41 zu einer von der Ka- mera erfassten Verfärbung, welche sich, wie in den Figuren 5b bis 5d erkennbar, immer weiter in dem Bauteil ausbreitet. Durch die Verfärbung zu sammen mit der auf der Oberfläche vorgesehenen Positionsskala 45 kann von der Auswerteeinheit ein sich von dem Zentrum des Bildes (Linie 42) nach außen hin erstreckender Temperaturverlauf bestimmt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotor mit einem Bauteil, wobei
das Bauteil zumindest teilweise aus einem thermochromen Material gebildet oder an seiner Oberfläche (14, 15, 16) mit einer Be- Schichtung aus dem thermochromen Material versehen ist und wobei der Elektromotor eine Kamera (21) aufweist, welche ausgebil det ist, die Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils bildtechnisch zu erfassen, und
eine Auswerteeinheit aufweist, welche ausgebildet ist, aus von der Kamera (21) erfassten Bilder ein zweidimensionales Temperaturfeld entlang der Oberfläche (14, 15, 16) zu bestimmen.
2. Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend ein Beleuchtungsmittel (22), das ausgebildet ist, die Oberfläche zu beleuchten. 3. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Bauteil einen Hohlraum (17) bestimmt und die von der Kamera erfasste Oberfläche (14, 15, 16) eine zu dem Hohlraum weisen de Innenfläche des Bauteils ist.
4. Elektromotor nach den vorhergehenden Ansprüchen, ferner aufwei- send
einen Stator (10) mit einer Vielzahl von Statorwicklungen (12), wobei
zwischen zwei unmittelbar benachbarten Statorwicklungen (12) der Vielzahl von Statorwicklungen (12) ein Zwischenraum bestimmt ist,
in dem Zwischenraum das Bauteil angeordnet ist. 5. Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
das Bauteil als eine Verkleidung (13) ausgebildet ist, welche den Hohlraum (17) bestimmt und welche mit einer von dem Hohlraum wegweisenden Außenfläche unmittelbar an die benachbarten
Statorwicklungen (12) angrenzt oder unmittelbar zu diesen benachbart ist,
die Verkleidung (13) aus dem thermochromen Material gebildet ist oder an einer zu dem Hohlraum (17) weisenden Innenfläche mit dem thermochromen Material beschichtet ist,
das Beleuchtungsmittel (22) ausgebildet ist, den Hohlraum (17) und die zu dem Hohlraum (17) weisende Innenfläche der Verkleidung (13) zu beleuchten,
die Kamera (21) ausgebildet ist, den Hohlraum (17) und die zu dem Hohlraum (17) weisende Innenfläche der Verkleidung bildtech- nisch zu erfassen.
6. Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch ferner aufweisend einen um den Stator (10) rotierbaren Rotor (30), wobei der von der Verkleidung (13) bestimmte Hohlraum (17) in Radialrichtung (R) zu dem Rotor (30) hin geöffnet ist und die Kamera (21) ausgebildet ist, den Rotor (30) bildtechnisch zu erfassen.
7. Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
an einer zu dem Stator (10) weisenden Innenfläche (33) des Rotors (30) eine in Umfangsrichtung (U) den Stator (10) umlaufende Winkelskala vorgesehen ist, welche von der Kamera (21) erfassbar ist und Punkten oder Abschnitten des Rotors (30) eine relative Drehwin kelposition gegenüber dem Stator (10) zuordnet. 8 Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kamera (21) ausgebildet ist, die Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils bildtechnisch und in Farbe zu erfassen und
die Auswerteeinheit ausgebildet ist, Farben in den von der Ka- mera (21) erfassten Bildern der Oberfläche (14, 15, 16) Temperaturwerte zuzuordnen und aus den der Oberfläche (14, 15, 16) zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Temperaturfeld ent lang der Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils zu bestimmen.
9. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das von der Auswerteeinheit bestimmte zweidimensionale Temperaturfeld ein Skalarfeld ist, bei welchem jedem von der Kamera (21) erfassten Punkt der Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils ein Temperaturwert zugeordnet ist.
10. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit ferner ausgebildet ist, aus den von der
Kamera (21) erfassten Bildern einen Grad der Verschmutzung der Oberfläche und/oder ein Zustand der Oberfläche (14, 15, 16) oder des Bauteils zu bestimmen.
11. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Oberfläche (14, 15, 16) eine temperaturfeste Farbskala
(19) vorgesehen ist, welche von der Kamera (21) erfassbar ist und bestimmte Farben bestimmten Temperaturen zuordnet, wobei
jeweils eine Farbe einer Temperatur oder Temperaturgrenze zugeordnet ist. 12. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Oberfläche (14, 15, 16) eine Positionsskala (18) vorge sehen ist, welche von der Kamera (21) erfassbar ist und Punkten oder Abschnitten auf der Oberfläche jeweils einen bestimmten Positions- wert zuordnet.
13. Verfahren zur Erfassung eines zweidimensionalen Temperaturfeldes entlang einer Oberfläche (14, 15, 16) eines Bauteils, wobei
das Bauteil zumindest teilweise aus einem thermochromen Ma- terial gebildet oder an seiner Oberfläche mit einer Beschichtung aus dem thermochromen Material versehen ist,
die Oberfläche (14, 15, 16) durch das thermochrome Material ausgebildet ist, sich in Abhängigkeit einer Bauteiltemperatur an der Oberfläche (14, 15, 16) zu verfärben,
eine Kamera (21) vorgesehen ist, welche die Oberfläche (21) des Bauteils erfasst und wobei die von der Kamera (14, 15, 16) erfassten Bilder an eine Auswerteeinheit übermittelt werden,
die Auswerteeinheit Farben aus den Bildern der Oberfläche (14, 15, 16) Temperaturwerte zuordnet und aus den der Oberfläche (14, 15, 16) zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Temperaturfeld entlang der Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils bestimmt.
14. Verfahren zur Erfassung eines zweidimensionalen Temperaturfeldes an einer Statorwicklung (12) eines Elektromotors, wobei an der Statorwicklung (12) ein Bauteil angeordnet ist und wobei
das Bauteil zumindest teilweise aus einem thermochromen Ma terial gebildet oder an seiner Oberfläche (14, 15, 16) mit einer Be schichtung aus dem thermochromen Material versehen ist,
die Oberfläche (14, 15, 16) durch das thermochrome Material ausgebildet ist, sich in Abhängigkeit einer Bauteiltemperatur an der Oberfläche (14, 15, 16) zu verfärben,
eine Kamera (21) vorgesehen ist, welche die Oberfläche (14,
15, 16) des Bauteils erfasst und wobei die von der Kamera (21) erfassten Bilder an eine Auswerteeinheit übermittelt werden,
die Auswerteeinheit Farben aus den Bildern der Oberfläche (14, 15, 16) Temperaturwerte zuordnet und aus den der Oberfläche (14, 15, 16) zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Temperaturfeld entlang der Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils und da durch das zweidimensionale Temperaturfeld der Statorwicklung (12) bestimmt.
15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
der Elektromotor einen Stator (10) mit einer Vielzahl von Statorwicklungen (12) umfasst und das Bauteil als eine Verkleidung (13) in einem Zwischenraum zwischen zwei unmittelbar nebeneinan- der angeordneten Statorwicklungen (12) angeordnet ist und unmittel bar an die nebeneinander angeordneten Statorwicklungen (12) angrenzt oder zu diesen benachbart ist und
die Auswerteeinheit Farben aus den Bildern der Oberfläche (14, 15, 16) Temperaturwerte zuordnet und aus den der Oberfläche (14, 15, 16) zugeordneten Temperaturwerten das zweidimensionale Tem peraturfeld entlang der Oberfläche (14, 15, 16) des Bauteils und da durch für jede der zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Statorwicklungen (12) jeweils ein zweidimensionale Temperaturfeld der jeweiligen Statorwicklung (12) bestimmt.
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