KR20210038920A - 능동 베어링 온도 제어 - Google Patents

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Abstract

모터 조립체는, 샤프트, 베어링, 적어도 하나의 유체 채널, 온도 센서, 윤활유 공급 펌프, 및 제어기를 포함한다. 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전한다. 적어도 하나의 유체 채널은 베어링 계면과 유체 결합된다. 온도 센서는 베어링의 온도를 검출한다. 적어도 하나의 유체 채널을 통해 윤활유 공급기로부터 베어링 계면으로 윤활유를 이송하기 위해, 윤활유 공급 펌프는 적어도 하나의 유체 채널과 유체 결합된다. 제어기는 온도 센서로부터 베어링 온도를 수신하고, 베어링 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하며, 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하고, 제어 신호를 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 윤활유 공급 펌프로 하여금, 윤활유 유량으로 베어링 계면에 윤활유를 이송하도록 한다.

Description

능동 베어링 온도 제어
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시물은 2018년 7월 31일자로 출원된 "능동 베어링 온도 제어"라는 명칭의 미국 가출원 번호 제62/712,292호의 이익 및 우선권을 주장하며, 이의 개시물은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
건물은 냉난방 및 환기 장치(HVAC) 시스템을 포함할 수 있다. HVAC 시스템은 압축기(예를 들어, 냉각기 조립체의 압축기)를 구동하는 모터를 포함할 수 있다. 모터를 윤활하기 위해 오일 펌프가 사용될 수 있다.
본 개시물의 일 구현예는 모터 조립체이다. 모터 조립체는, 샤프트, 베어링, 적어도 하나의 유체 채널, 온도 센서, 윤활유 공급 펌프, 및 제어기를 포함한다. 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전한다. 적어도 하나의 유체 채널은 베어링 계면과 유체 결합된다. 온도 센서는 베어링의 온도를 검출한다. 적어도 하나의 유체 채널을 통해 윤활유 공급기로부터 베어링 계면으로 윤활유를 이송하기 위해, 윤활유 공급 펌프가 적어도 하나의 유체 채널과 유체 결합된다. 제어기는 온도 센서로부터 베어링의 온도를 수신하고, 베어링의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하며, 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하고, 제어 신호를 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 윤활유 공급 펌프로 하여금, 윤활유 유량으로 베어링 계면에 윤활유를 이송하도록 한다.
본 개시물의 다른 구현예는 능동 베어링 온도 제어 방법이다. 방법은, 온도 센서에 의해, 베어링의 온도를 검출하는 단계로서, 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전하는, 단계; 제어기에 의해, 온도 센서로부터 베어링의 온도를 수신하는 단계; 제어기에 의해, 베어링의 온도와 윤활유 공급기의 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하는 단계로서, 윤활유 공급기는 윤활유 공급 펌프와 유체 결합되고, 베어링 계면과 유체 결합된 적어도 하나의 유체 채널에 유체 결합되는, 단계; 제어기에 의해, 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하는 단계; 및 제어기에 의해, 제어 신호를 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 윤활유 공급 펌프로 하여금, 윤활유 유량으로 윤활유 공급기로부터 베어링 계면으로 윤활유를 이송하도록 하는 단계를 포함한다.
본 개시물의 다른 구현예는 제어기이다. 제어기는, 하나 이상의 프로세서, 및 비-일시적 기계 판독 가능 명령을 포함하는 메모리 소자를 포함한다. 명령은 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 온도 센서로부터 베어링의 온도를 수신하도록 하며, 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전하며; 하나 이상의 프로세서로 하여금, 베어링의 온도와 윤활유 공급기의 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하도록 하고, 윤활유 공급기는 윤활유 공급 펌프와 유체 결합되며, 베어링 계면과 유체 결합된 적어도 하나의 유체 채널에 유체 결합되고; 하나 이상의 프로세서로 하여금, 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하도록 하며; 하나 이상의 프로세서로 하여금, 제어 신호를 윤활유 공급 펌프에 전송하도록 하여, 윤활유 공급 펌프로 하여금, 윤활유 유량으로 윤활유 공급기로부터 베어링 계면으로 윤활유를 이송하도록 한다.
당업자는 발명의 내용 요약이 단지 예시적인 것이며 임의의 방식으로 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다. 청구범위에 의해서만 한정되는 바와 같은, 본원에 설명되는 장치 및/또는 방법의 다른 양태, 진보적인 특징, 및 장점은, 첨부된 도면과 함께 고려되고 본원에 상술되는 상세한 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시물의 일 실시형태에 따른 냉각기 조립체의 도면이다.
도 2는 도 1의 냉각기 조립체의 모터의 도면이다.
도 3은 본 개시물의 일 실시형태에 따라, 능동 베어링 온도 제어를 수행할 수 있는 모터 조립체의 블록도이다.
도 4는 도 3의 모터 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 개시물의 일 실시형태에 따른 능동 온도 베어링 제어 방법의 흐름도이다.
본 개시물은 일반적으로 HVAC 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는, 능동 베어링 온도 제어, 예를 들어 모터의 베어링에서의 능동 베어링 온도 제어에 관한 것이다. 전반적으로 도면을 참조하면, 압축기를 구동할 수 있는 모터 조립체가 도시된다. 모터 조립체는, 샤프트, 베어링, 적어도 하나의 유체 채널, 온도 센서, 윤활유 공급 펌프, 및 제어기를 포함할 수 있다. 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전한다. 적어도 하나의 유체 채널은 베어링 계면과 유체 결합된다. 온도 센서는 베어링의 온도를 검출한다. 적어도 하나의 유체 채널을 통해 윤활유 공급기로부터 베어링 계면으로 윤활유를 이송하기 위해, 윤활유 공급 펌프가 적어도 하나의 유체 채널과 유체 결합된다. 제어기는 온도 센서로부터 베어링의 온도를 수신하고, 베어링의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하며, 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하고, 제어 신호를 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 윤활유 공급 펌프로 하여금, 윤활유 유량으로 베어링 계면에 윤활유를 이송하도록 한다. 본 솔루션은 베어링의 온도와 공급 온도 간의 차에 기초하여 윤활유 유량을 제어함으로써, (일정한 유량으로 베어링 계면에 오일을 공급하는 기존 시스템과 비교하여) 베어링 계면으로부터 모터 조립체의 하우징으로 윤활유가 누출될 가능성을 감소시키거나 없애면서, 베어링의 온도가 원하는 작동 조건을 초과하여 증가하지 않도록 보장할 수 있다.
냉각기 조립체
도 1을 참조하면, 냉각기 조립체(100)가 도시된다. 냉각기 조립체(100)는 모터(104)에 의해 구동되는 압축기(102), 응축기(106), 및 증발기(108)를 포함하는 것으로 도시된다. 냉매는 증기 압축 사이클로 냉각기 조립체(100)를 통하여 순환된다. 또한, 냉각기 조립체(100)는 냉각기 조립체(100) 내의 증기 압축 사이클의 작동을 제어하기 위한 제어판(114)을 포함할 수 있다. 제어판(114)은 유지 보수, 분석 등과 관련된 다양한 데이터를 공유하기 위해 전자 네트워크에 연결될 수 있다.
모터(104)는 가변 속도 구동 장치(VSD)(110)에 의해 구동될 수 있다. VSD(110)는 특정 고정 라인 전압 및 고정 라인 주파수를 갖는 교류(AC) 전력을 AC 전원(도시되지 않음)으로부터 수신하며, 가변 전압 및 주파수를 갖는 전력을 모터(104)에 제공한다. 모터(104)는 VSD(110)에 의해 구동될 수 있는 임의의 유형의 전기 모터일 수 있다. 예를 들어, 모터(104)는 고속 유도 모터일 수 있다. 압축기(102)는 흡입관(112)을 통하여 증발기(108)로부터 수용되는 냉매 증기를 압축하도록 모터(104)에 의해 구동된다. 그 다음, 압축기(102)는 압축된 냉매 증기를 배출관을 통하여 응축기(106)로 전달한다. 압축기(102)는 원심 압축기, 스크류 압축기, 스크롤 압축기, 터빈 압축기, 또는 임의의 다른 유형의 적합한 압축기일 수 있다.
압축기(102)에 의해 응축기(106)로 전달된 냉매 증기는 유체에 열을 전달한다. 냉매 증기는 유체와의 열 전달의 결과로 응축기(106)에서 냉매 액체로 응축된다. 응축기(106)로부터의 냉매 액체는 팽창 장치를 통하여 유동하고, 냉각기 조립체(100)의 냉매 사이클을 완료하기 위해 증발기(108)로 복귀된다. 응축기(106)는, 응축기(106)와 HVAC 시스템의 외부 구성 요소(예를 들어, 냉각탑) 간에 유체를 순환시키기 위한 공급 라인(116) 및 복귀 라인(118)을 포함한다. 복귀 라인(118)을 통해 응축기(106)에 공급된 유체는 응축기(106)의 냉매와 열을 교환하고, 공급 라인(116)을 통해 응축기(106)로부터 제거되어 사이클을 완료한다. 응축기(106)를 통하여 순환하는 유체는 물 또는 임의의 다른 적합한 액체일 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 모터(104)가 보다 상세하게 도시된다. 모터(104)는 원심 압축기(즉, 압축기(102))를 직접 구동하도록 구성된 고속 유도 모터일 수 있다. 모터(104)는 샤프트(212), 회전자(214), 및 고정자(216)를 포함하는 것으로 도시된다. 고정자(216)는 (예를 들어, VSD(110)로부터) AC 전력이 공급되며, 자기장을 발생시킬 수 있는 권선(winding)을 포함한다. 자기장은 회전자(214)의 축 둘레에 토크를 생성하는 전자기력을 유도할 수 있다. 결과적으로, 회전자(214) 및 샤프트(212)는 원 운동으로 회전하기 시작한다. 샤프트(212)는 직접 구동 기구(218)를 통해 압축기(102)의 임펠러(220)에 연결될 수 있다. 따라서, 임펠러(220)는 압축기(102) 내의 냉매 증기의 압력을 높이기 위해 고속으로 회전할 수 있다.
모터(104)는, 모터(104)의 구동 측에 위치된 제1 베어링(230)(예를 들어, 압력 댐(dam) 베어링), 및 모터(104)의 비-구동 측에 위치된 제2 베어링(240)(예를 들어, 압력 댐 베어링)을 포함하는 것으로 도시된다. 베어링(230 및 240)은 샤프트(212)를 지지하며, 오일 또는 다른 유형의 윤활유로 윤활될 수 있다. 모터(104)에 동력이 공급되고 샤프트(212)가 회전하기 시작함에 따라, 샤프트(212)는 베어링(230 및 240)의 내부를 코팅하는 윤활유의 박막 상에 얹혀서 움직일 수 있다.
HVAC 모터 베어링의 능동 베어링 온도 제어
이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 모터의 베어링에 윤활유를 제공하는 모터 조립체(300)가 도시된다. 모터 조립체(300)는 냉각기 조립체(100)의 특징부를 포함할 수 있다; 예를 들어, 모터 조립체(300)는 모터(104)를 포함할 수 있으며, 고정자(216)를 중심으로 샤프트(212)의 회전을 원활하게 하도록 모터(104)의 베어링(230)(및/또는 베어링(240))에 윤활유를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 윤활유는 오일과 같은 유체를 포함할 수 있다.
모터 조립체(300)는 베어링(304)을 포함한다. 베어링(304)은 도 2를 참조하여 설명된 베어링(230, 240) 중 하나 또는 둘 모두를 구현하기 위해 사용될 수 있다. 베어링(304)은 샤프트(212)와 고정자(216) 사이에 위치된다. 베어링(304)은 베어링(304)의 내측 표면 상에 베어링 계면(308)을 한정한다. 샤프트(212)는 베어링 계면(308)과 접촉되어 회전할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(212)는 베어링 계면(308) 상의 윤활유 막 상에서 회전할 수 있다. 샤프트(212)가 베어링 계면(308)과 접촉되어 회전함에 따라, 베어링(304)(및 베어링 계면(308)에 인접한 다른 구성 요소)으로 전달되는 열이 발생될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(212)와 베어링(304) 사이의 마찰은 베어링(304)으로 전달되는 열을 발생시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, 샤프트(212)의 회전 속도가 증가(또는 감소)함에 따라, 예를 들어, 증가된(또는 감소된) 마찰 발생량으로 인해, 그리고 이에 따라 베어링 계면(308)을 통한 베어링(304)으로의 열 전달로 인해, 베어링의 온도가 증가(또는 감소)할 것이다.
일부 실시형태에서, 윤활유 공급 펌프(312)는, 적어도 하나의 유체 채널(320)을 통해 윤활유 공급기(316)로부터 베어링(304)(및 베어링 계면(308))으로 윤활유를 이송한다. 적어도 하나의 유체 채널(320)은 베어링 계면(308)과 유체 결합된다. 적어도 하나의 유체 채널(320)은, 윤활유 공급기(316)로부터 윤활유를 수용하여 베어링(304)에 제공하는 제1 채널(316a), 및 베어링(304)으로부터 윤활유를 수용하여 베어링(304)으로부터 멀리 이송하는 제2 채널(320b)을 포함할 수 있다; 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제2 채널(316b)은 베어링(304)으로부터 윤활유 공급기(316)로 윤활유를 이송할 수 있다.
윤활유 공급 펌프(312)는 가변 속도 펌프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 윤활유 공급 펌프(312)는 윤활유 공급 펌프(312)의 작동 속도를 나타내는 제어 신호를 수신할 수 있으며, 표시된 속도를 달성하기 위해, 예를 들어 표시된 속도에 해당하는 유량으로 윤활유를 이송하기 위해, 작동을 조절할 수 있다.
윤활유 공급 펌프(312)는, 베어링 계면(308)으로 그리고 베어링 계면(308)으로부터 윤활유를 이송함으로써, (1) 샤프트(212)와 베어링 계면(308) 사이의 마찰을 감소시키는 단계, 및 (2) 베어링 계면(308)으로부터 멀어지는 윤활유의 유동으로 인해 베어링 계면(308)으로부터 멀리 열을 전달하는 단계 중 적어도 하나에 의해, 샤프트(212)와 베어링(304) 사이의 마찰 기반 열 발생량을 감소시킬 수 있다. 동시에, 베어링 계면(308)은 모터 조립체(300)의 내부와 유체 결합될 수 있다. 예를 들어, 베어링 계면(308)로부터 모터 조립체(300)의 하우징(302)으로 윤활유가 누출될 수 있다. 하우징(302)의 원치 않는 위치로 누출되어 축적되는 윤활유로 인해, 모터 조립체(300) 및/또는 냉각기 조립체(100)의 작동 효과가 감소될 수 있다. 본원에서 추가로 설명되는 바와 같이, 윤활유가 하우징(302)으로 누출될 가능성을 감소시키거나 없애면서, 베어링(304)의 목표 온도 상승을 유지하기 위해, 마찰 기반 열 발생량을 감소시키도록 윤활유 공급 펌프(312)의 작동이 조절될 수 있다.
모터 조립체(300)는 온도 센서(324)를 포함한다. 온도 센서(324)는 베어링(304)에(예를 들어, 베어링(304)의 표면에; 베어링(304) 내에) 장착될 수 있다. 온도 센서(324)는 베어링(304)의 온도를 검출할 수 있다. 일부 실시형태에서, 온도 센서(324)는 열전대, 저항 온도계, 및 부 온도계수 서미스터(negative temperature coefficient thermistor) 중 적어도 하나를 포함한다. 모터 조립체(300)는, 하나 이상의 베어링(304)의 다수의 위치 및/또는 복수의 베어링(304)을 포함하는, 모터 조립체(300)의 다양한 위치에 배치된 복수의 온도 센서(324)를 포함할 수 있다.
모터 조립체(300)는 제어기(330)를 포함한다. 제어기(330)는 프로세서(332) 및 메모리(334)를 포함한다. 프로세서(332)는 범용 또는 특수 목적 프로세서, 주문형 집적회로(ASIC), 하나 이상의 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 처리 구성 요소 그룹, 또는 다른 적합한 처리 구성 요소일 수 있다. 프로세서(332)는, 메모리(334)에 저장되거나 다른 컴퓨터 판독 가능 매체(예를 들어, CDROM, 네트워크 저장소, 원격 서버 등)로부터 수신되는 컴퓨터 코드 또는 명령을 실행하도록 구성된다.
메모리(334)는 본 개시물에 설명된 다양한 방법을 완료 및/또는 가능하게 하기 위한 데이터 및/또는 컴퓨터 코드를 저장하기 위한 하나 이상의 소자(예를 들어, 메모리 유닛, 메모리 소자, 저장 소자 등)를 포함할 수 있다. 메모리(334)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 드라이브 저장소, 임시 저장소, 비휘발성 메모리, 플래시 메모리, 광 메모리, 또는 소프트웨어 객체 및/또는 컴퓨터 명령을 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(334)는 데이터베이스 구성 요소, 객체 코드 구성 요소, 스크립트 구성 요소, 또는 본 개시물에 설명된 다양한 동작 및 정보 구조를 지원하기 위한 임의의 다른 유형의 정보 구조를 포함할 수 있다. 메모리(334)는 제어기(330)를 통해 프로세서(332)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, (예를 들어, 프로세서(332)에 의해) 본원에 설명된 하나 이상의 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 코드를 포함할 수 있다. 프로세서(332)가 메모리(334)에 저장된 명령을 실행할 때, 프로세서(332)는 전반적으로 그러한 동작을 완료하도록 제어기(330)를 구성한다.
제어기(330)는 통신 회로(340)를 포함한다. 통신 회로(340)는 다양한 시스템, 장치, 또는 네트워크와 데이터 통신을 수행하기 위한 유선 또는 무선 인터페이스(예를 들어, 잭, 안테나, 송신기, 수신기, 트랜시버, 유선 단말 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(340)는 이더넷 기반 통신 네트워크를 통해 데이터를 전송 및 수신하기 위한 이더넷 카드 및 포트를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서, 통신 회로(340)는 무선 통신 네트워크를 통해 통신하기 위한 와이파이 트랜시버를 포함할 수 있다. 통신 회로(340)는 근거리 통신망(예를 들어, 건물 LAN), 광역 통신망(예를 들어, 인터넷, 셀룰러 네트워크 등)을 통해 통신할 수 있거나/통신할 수 있고, 직접 통신(예를 들어, NFC, 블루투스 등)을 수행할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 통신 회로(340)는 유선 및/또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(340)는 하나 이상의 무선 트랜시버(예를 들어, 와이파이 트랜시버, 블루투스 트랜시버, NFC 트랜시버, 셀룰러 트랜시버 등)를 포함할 수 있다. 통신 회로(340)는 온도 센서(324)로부터 베어링(304)의 온도를 수신하도록 온도 센서(324)와 연결될 수 있다.
메모리(334)는 온도차 계산기(336)를 포함하는 것으로 도시된다. 온도차 계산기(336)는 온도 센서(324)로부터 수신된 베어링(304)의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차를 계산한다. 온도차 계산기(336)는 윤활유의 공급 온도를 미리 결정된 값으로 저장할 수 있다. 온도차 계산기(336)는 윤활유의 공급 온도를 검출할 수 있는 온도 센서(342)로부터 윤활유의 공급 온도를 수신할 수 있다. 온도 센서(342)는 온도 센서(324)와 유사할 수 있다. 샤프트(212)와 베어링(304)의 상호 작용에 의해 발생되는 열로 인해 윤활유의 온도가 증가하기 전에 윤활유의 온도를 검출하기 위해, 온도 센서(324)가 윤활유 공급기와 결합될 수 있거나(예를 들어, 이의 하우징 내에 배치됨) 달리 위치될 수 있다.
메모리(334)는 제어 신호 발생기(338)를 포함하는 것으로 도시된다. 제어 신호 발생기(338)는, 베어링(304)의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차에 기초하여 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 제어 신호 발생기(338)는 윤활유 공급 펌프(312)에 제어 신호를 전송하여, 윤활유 공급 펌프(312)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호 발생기(338)는 제어 신호를 전송하여, 윤활유 공급 펌프(312)로 하여금 목표 속도로 작동하도록 할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제어 신호 발생기(338)는 임계치 온도차에 기초하여 제어 신호를 발생시킨다. 임계치 온도차는, 베어링(304)의 온도가 윤활유의 공급 온도에 비하여 증가하도록 허용되어야 하는 최대량을 나타낼 수 있다. 임계치 온도차는 베어링(304)이 작동하도록 허용되어야 하는 최대 온도를 나타낼 수 있다.
일부 실시형태에서, 제어 신호 발생기(338)는, 베어링(304)의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차를 임계치 온도차로 또는 임계치 온도차 미만으로 유지하기 위한 윤활유 유량을 결정한다. 예를 들어, 차가 임계치 온도차 초과(또는 이상)인 경우, 제어 신호 발생기(338)는 윤활유 유량을 증가시킬 수 있으며; 차가 임계치 온도차 이하(또는 미만)인 경우, 제어 신호 발생기(338)는 윤활유 유량을 감소시킬 수 있다. 제어 신호 발생기(338)는, 실행될 때, (1) 베어링(304)의 온도 및 (2) 베어링(304)의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차 중 적어도 하나를 윤활유 유량의 해당 값으로 변환하는 제어 기능을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어 신호 발생기(338)는, (1) 베어링(304)의 온도 및 (2) 베어링(304)의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차 중 적어도 하나를 윤활유 유량의 해당 값에 매핑하는 룩업 테이블 또는 다른 데이터 구조를 사용하여 제어 기능을 구현한다.
제어 신호 발생기(338)는 제어 신호를 발생시켜서 윤활유 공급 펌프(312)에 전송함으로써, 윤활유 공급 펌프(312)로 하여금, 결정된 윤활유 유량으로 윤활유 공급기(316)로부터 베어링(304)으로(예를 들어, 베어링 계면(308)으로) 윤활유를 이송하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호 발생기(338)는, 윤활유 공급 펌프(312)로 하여금 결정된 윤활유 유량으로 윤활유를 이송하도록 하는 값으로, 제어 신호의 전류, 전압, 또는 전력 중 적어도 하나를 설정할 수 있다. 제어 신호 발생기(338)는, 베어링(304)의 온도와 윤활유의 공급 온도 간의 차에 기초하여 윤활유 공급 펌프(312)의 작동을 조절함으로써, 베어링 계면(308)으로부터 모터 하우징(302)으로 윤활유가 누출될 가능성을 감소시키거나 없애면서, 베어링(304)의 온도가 원하는 작동 조건을 초과하여 증가하지 않도록 보장하는 것을 도울 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 능동 베어링 온도 제어 방법(500)이 도시된다. 방법(500)은 모터 조립체(300)를 사용하여 수행될 수 있다.
505에서, 베어링의 온도가 온도 센서에 의해 검출된다. 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전한다. 온도 센서는 베어링에 장착될 수 있다. 온도 센서는 열전대, 저항 온도계, 및 부 온도계수 서미스터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 베어링은, 고정자(예를 들어, 샤프트와 결합된 회전자가 회전하도록 하기 위한 자기장을 출력하는 고정자)를 중심으로 샤프트가 회전하도록 할 수 있다.
510에서, 베어링의 온도는 제어기에 의해 수신된다. 제어기는, 무선으로 또는 유선 연결에 의해 베어링의 온도를 수신하는 통신 회로를 포함할 수 있다.
515에서, 제어기는 베어링의 온도와 윤활유 공급기의 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정한다. 윤활유 공급기는 윤활유 공급 펌프와 유체 결합되며, 베어링 계면과 유체 결합된 적어도 하나의 유체 채널에 유체 결합된다. 제어기는, 윤활유의 공급 온도를 미리 결정된 값으로 저장하는 것, 및 윤활유의 공급 온도를 검출하기 위해 윤활유 공급기와 결합되거나 달리 위치되는 온도 센서로부터 윤활유의 공급 온도를 수신하는 것 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 윤활유 공급 펌프는 가변 속도 펌프를 포함할 수 있다.
520에서, 제어기는 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정한다. 제어기는 임계치 온도차로 또는 임계치 온도차 미만으로 차를 유지하기 위한 윤활유 유량을 결정할 수 있다. 임계치 온도차는 임계치를 나타낼 수 있으며, 이를 초과하는 베어링의 온도는 베어링을 포함하는 냉각기 조립체의 작동을 위해 바람직하지 않다. 베어링의 온도가 임계치 온도차 초과(또는 이상)임을 차가 나타내는 경우, 제어기는 윤활유 유량을 증가시킬 수 있다. 베어링의 온도가 임계치 온도차 이하(또는 미만)임을 차가 나타내는 경우, 제어기는 윤활유 유량을 감소시킬 수 있다.
525에서, 제어기는 제어 신호를 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 윤활유 공급 펌프로 하여금, 윤활유 유량으로 윤활유 공급기로부터 베어링 계면으로 윤활유를 이송하도록 한다. 제어기는 예를 들어, 결정된 윤활유 유량에 해당하는 목표 작동 속도를 식별하고, 목표 속도를 나타내도록 제어 신호의 전류, 전압, 및 전력 중 적어도 하나를 설정함으로써, 윤활유 공급 펌프의 작동 속도를 조절하기 위한 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 제어기는 임계치 온도차 초과인 차에 기초하여, 윤활유 유량을 감소시키기 위한 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
"또는"이라는 언급은, "또는"을 사용하여 설명된 임의의 용어가 설명된 용어 중 하나, 둘 이상, 및 전부 중 어느 하나를 나타낼 수 있도록 포괄적인 것으로 해석될 수 있다. 접속사 용어 목록 중 적어도 하나에 대한 언급은, 설명된 용어 중 하나, 둘 이상, 및 전부 중 어느 하나를 나타내도록 포괄적인 "또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나"라는 언급은 A 단독, B 단독, 그리고 A 및 B 모두를 포함할 수 있다. "포함하는" 또는 다른 개방형 용어와 함께 사용되는 그러한 언급은 추가적인 항목을 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시형태로 도시된 바와 같은 시스템 및 방법의 구성 및 배치는 단지 예시적인 것이다. 단지 예시적인 실시형태만이 본 개시물에서 상세하게 설명되었지만, 많은 변형이 가능하다(예를 들어, 다양한 요소, 파라미터 값, 장착 배치, 재료 사용, 색상, 배향 등의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율의 변동). 예를 들어, 요소의 위치는 반대로 되거나 달리 변동될 수 있으며, 개별 요소의 특징이나 수 또는 위치가 변경되거나 변동될 수 있다. 따라서, 이러한 변형은 본 개시물의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 임의의 공정 또는 방법 단계의 순서 또는 시퀀스는 대안적인 실시형태에 따라 변동되거나 재배열될 수 있다. 본 개시물의 범위를 벗어나지 않으면서, 예시적인 실시형태의 설계, 작동 조건 및 배치에서 다른 대체, 변형, 변경, 및 생략이 이루어질 수 있다.
본 개시물은 다양한 작업을 수행하기 위한 임의의 기계 판독 가능 매체의 방법, 시스템 및 프로그램 제품을 고려한다. 본 개시물의 실시형태는 기존의 컴퓨터 프로세서를 사용하여 구현될 수 있거나, 본 목적 또는 다른 목적을 위해 통합되는 적절한 시스템을 위한 특수 목적 컴퓨터 프로세서에 의해, 또는 하드웨어에 내장된 시스템에 의해 구현될 수 있다. 본 개시물의 범위 내의 실시형태는 기계 실행 가능 명령 또는 이에 저장된 데이터 구조를 갖거나 보유하기 위한 기계 판독 가능 매체를 포함하는 프로그램 제품을 포함한다. 이러한 기계 판독 가능 매체는, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 또는 프로세서를 갖는 다른 기계에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 이러한 기계 판독 가능 매체는, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 장치를 포함할 수 있거나, 기계 실행 가능 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 보유하거나 저장하기 위해 사용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 또는 프로세서를 갖는 다른 기계에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 위의 것들의 조합도 기계 판독 가능 매체의 범위 내에 포함된다. 기계 실행 가능 명령은 예를 들어, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 특수 목적 처리 기계로 하여금, 특정 기능 또는 기능 그룹을 수행하도록 하는 명령 및 데이터를 포함한다.
도면은 방법 단계의 특정 순서를 나타내지만, 단계의 순서는 도시된 것과 상이할 수 있다. 또한, 둘 이상의 단계가 동시에 수행될 수 있거나, 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 그러한 변동은 선택된 소프트웨어 및 하드웨어 시스템, 그리고 설계자의 선택에 따라 좌우될 것이다. 이러한 모든 변동은 본 개시물의 범위 내에 있다. 마찬가지로, 소프트웨어 구현은, 다양한 연결 단계, 처리 단계, 비교 단계 및 결정 단계를 수행하기 위한 규칙 기반 로직 및 다른 로직을 사용하는 표준 프로그래밍 기술로 수행될 수 있다.

Claims (20)

  1. 모터 조립체로서,
    샤프트;
    베어링 계면을 한정하는 베어링으로서, 상기 샤프트는 상기 베어링과 접촉되어 회전하는, 베어링;
    상기 베어링 계면과 유체 결합된 적어도 하나의 유체 채널;
    상기 베어링의 온도를 검출하는 온도 센서;
    상기 적어도 하나의 유체 채널을 통해 윤활유 공급기로부터 상기 베어링 계면으로 윤활유를 이송하기 위해, 상기 적어도 하나의 유체 채널과 유체 결합된 윤활유 공급 펌프; 및
    상기 온도 센서로부터 상기 베어링의 상기 온도를 수신하고, 상기 베어링의 상기 온도와 상기 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하며, 상기 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하고, 제어 신호를 상기 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 상기 윤활유 공급 펌프로 하여금, 상기 윤활유 유량으로 상기 베어링 계면에 상기 윤활유를 이송하도록 하는 제어기를 포함하는,
    모터 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 임계치 온도차로 또는 임계치 온도차 미만으로 상기 차를 유지하도록 상기 차에 기초하여 상기 윤활유 유량을 결정하는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 임계치 온도차 초과인 상기 차에 기초하여, 상기 윤활유 유량을 증가시키기 위한 상기 제어 신호를 발생시키는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 윤활유 공급 펌프는 가변 속도 펌프를 포함하는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 베어링에 장착되는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 열전대, 저항 온도계, 및 부 온도계수 서미스터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 계면은 상기 모터 조립체의 내부와 유체 결합되는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 윤활유 공급 펌프의 속도를 조절하기 위한 상기 제어 신호를 발생시키는 것을 포함하는, 모터 조립체.
  9. 능동 베어링 온도 제어 방법으로서,
    온도 센서에 의해, 베어링의 온도를 검출하는 단계로서, 상기 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링와 접촉되어 회전하는, 단계;
    제어기에 의해, 상기 온도 센서로부터 상기 베어링의 상기 온도를 수신하는 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 베어링의 상기 온도와 윤활유 공급기의 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하는 단계로서, 상기 윤활유 공급기는 윤활유 공급 펌프와 유체 결합되고, 상기 베어링 계면과 유체 결합된 적어도 하나의 유체 채널에 유체 결합되는, 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 제어 신호를 상기 윤활유 공급 펌프에 전송하여, 상기 윤활유 공급 펌프로 하여금, 상기 윤활유 유량으로 상기 윤활유 공급기로부터 상기 베어링 계면으로 상기 윤활유를 이송하도록 하는 단계를 포함하는,
    능동 베어링 온도 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 임계치 온도차로 또는 임계치 온도차 미만으로 상기 차를 유지하도록 상기 차에 기초하여 상기 윤활유 유량을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 임계치 온도차 초과인 상기 차에 기초하여, 상기 윤활유 유량을 감소시키기 위한 상기 제어 신호를 발생시키는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 윤활유 공급 펌프는 가변 속도 펌프를 포함하는 것을 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 베어링에 장착되는 것을 포함하는, 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 온도 센서는 열전대, 저항 온도계, 및 부 온도계수 서미스터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 포함하는, 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 상기 윤활유 공급 펌프의 속도를 조절하기 위한 상기 제어 신호를 발생시키는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제어기로서,
    하나 이상의 프로세서; 및
    비-일시적 기계 판독 가능 명령을 포함하는 메모리 소자를 포함하며,
    상기 비-일시적 기계 판독 가능 명령은 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 온도 센서로부터 베어링의 온도를 수신하도록 하며, 상기 베어링은 베어링 계면을 한정하고, 샤프트가 상기 베어링과 접촉되어 회전하며;
    상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 상기 베어링의 상기 온도와 윤활유 공급기의 윤활유의 공급 온도 간의 차를 결정하도록 하고, 상기 윤활유 공급기는 윤활유 공급 펌프와 유체 결합되며, 상기 베어링 계면과 유체 결합된 적어도 하나의 유체 채널에 유체 결합되고;
    상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 상기 차에 기초하여 윤활유 유량을 결정하도록 하며;
    상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 제어 신호를 상기 윤활유 공급 펌프에 전송하도록 하여, 상기 윤활유 공급 펌프로 하여금, 상기 윤활유 유량으로 상기 윤활유 공급기로부터 상기 베어링 계면으로 상기 윤활유를 이송하도록 하는,
    제어기.
  17. 제16항에 있어서,
    임계치 온도차로 또는 임계치 온도차 미만으로 상기 차를 유지하도록 상기 차에 기초하여 상기 윤활유 유량을 결정하기 위한 명령을 포함하는, 제어기.
  18. 제16항에 있어서,
    임계치 온도차 초과인 상기 차에 기초하여, 상기 윤활유 유량을 감소시키기 위한 상기 제어 신호를 발생시키기 위한 명령을 포함하는, 제어기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 윤활유 공급 펌프의 속도를 조절하기 위한 상기 제어 신호를 발생시키기 위한 명령을 포함하는, 제어기.
  20. 제16항에 있어서,
    공급 온도 센서로부터 상기 공급 온도를 수신하기 위한 명령을 포함하는, 제어기.
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