本实用新型专利技术涉及一种用于非接触地检测电机的旋转部件的温度的装置，其中，借助了布置在所述旋转部件(10)上且与这个旋转部件热连接的荧光元件(16)；用于激发所述荧光元件(16)的光源(18)；以及用于探测荧光的至少一个光敏传感器(20)，所述荧光由于所述荧光元件(16)的激发而发射，其中，由此求取与所述荧光元件的材料的取决于温度的衰变时间常数τ相关的变量并且通过这个变量来确定所述旋转部件(10)的温度。此外，本发明专利技术涉及用于非接触地检测电机的以旋转轴线(12)为基准旋转的旋转部件(10)的温度的相应的装置(14)。(10)的温度的相应的装置(14)。(10)的温度的相应的装置(14)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于非接触地检测电机的旋转部件的温度的装置
[0001]本专利技术涉及一种用于非接触地检测电机的旋转部件的温度的装置。
技术介绍
[0002]在电机方面经常存在期望：在持续的运行中准确地——即准确到几摄氏度(1
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5℃)——确定转子或者其他的旋转部件的温度。此外，准确地了解温度尤其对于监测目的来说很重要。由电机的理论已知，转子温度在某些运行点中能够超过最高的上临界温度。如果不监测温度或者温度确定得不准确，则能够导致电机损坏。
[0003]文献DE 10 2011 108 382 A1说明了一种包括转子和定子的电机，其中，设置了至少一个布置在所述转子处且与它热连接的元件，它的对光源的入射光子的吸收程度取决于温度而变化，其中设置了，求取与所述元件的瞬时的吸收程度相关的测量信号，该测量信号示出所述元件温度或者转子温度的大小(maβ)。
技术实现思路
[0004]本专利技术的任务在于，指出一种措施，借助该措施能够以适当的耗费来精确地求取电机的旋转部件的温度。
[0005]本专利技术的优选的构造在从属权利要求中、在说明书和附图中说明，其中，其他的在从属权利要求中和/或在说明书和/或在附图中说明或者示出的特征能够单独地或者在任意的组合中示出本专利技术的对象(如果上下文没有明确地表明相反的意思)。
[0006]本专利技术的对象是用于非接触地检测电机的以旋转轴线为基准旋转的旋转部件的温度的方法，其借助于布置在所述旋转部件上且与这个旋转部件热连接的荧光元件；用于激发所述荧光元件的光源以及用于探测荧光的至少一个光敏传感器，所述荧光由于所述荧光元件的激发而发射，其中，由这个探测的荧光来求取与所述荧光元件的材料的取决于温度的衰变时间常数τ相关的变量，并且通过这个变量来确定所述旋转部件的温度。求取的变量是衰变时间常数τ的大小，并且能够例如是所述衰变时间常数τ本身。在此，所述荧光元件配属于所述旋转部件的一个角度位置或者一个角度范围。
[0007]本专利技术的核心是：利用物理效应——荧光体的衰变时间常数是取决于温度的——能够检测旋转的旋转部件的温度。本专利技术的另一特征在于，能够非接触地检测温度，并且因此即使非常热的具有温度高达1000℃的物体也能够被热检测。
[0008]所述旋转部件是所述电机的转动的部件。通常，所述电机具有转子和定子，其中，所述旋转部件尤其是所述转子。
[0009]通过用于非接触地检测电机的旋转部件的温度的方法或者相应的装置的使用能够以非常高的静态精度来求取所述温度。在这里，数量级处在大约1
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5摄氏度。
[0010]借此，对于所述电机并且尤其对于永磁式同步电机(PSM)的应用状况能够得到下面说明的优点：
[0011]A)降低总成本：在所述电机中使用的磁铁的温度等级能够降低，因为通过(足够)
精确地确定转子温度能够不再需要安全储备(Sicherheitsreserve)。如果电机能够输出150
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250KW的数量级中的电功率，那么该假设成立。
[0012]B)功率补偿：在PSM中的功率下降能够在磁场减弱区域中通过电流提升来补偿。所述功率下降由于扭矩降低造成，扭矩降低又由于磁极转动减少(Polradabsenkung)造成。所述磁极转动减少又由于在转子中的磁铁的升温造成。所述磁极转动减少和因此造成的扭矩降低和功率下降随着增加的转速而增强(如果不对它们进行补偿)。例如借助永久磁铁励磁激励的同步电机的磁场定向控制、通过借助功率电子器件提升定子电流来实现电流补偿。
[0013]C)组件保护：通过对转子温度的准确了解能够在功能软件中发展和实施改进的监测策略和降额定策略(Derating
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Strategie)。借助由技术背景已知的、用于转子温度检测的方法，由于缺乏对转子温度的(足够)准确的了解而过早地切换到降额定。
[0014]D)功能性的安全方案的改进：对扭矩误差的扭矩监测能够通过对转子温度的准确了解来改进。该改进产生了更小的误差范围(在额定扭矩和实际扭矩之间比较)。更小的误差范围引起更短的识别时间和关闭时间。
[0015]E)减少总的软件
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应用时间：由
技术介绍
已知的、借助转子温度模块(评估模块)来求取转子温度的方法要求在热地和寒地测试中进行大量的车辆测量和实验。通过准确的转子温度测定(借助在这里给出的方法)能够在可观的程度上降低软件
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应用耗费。结果：节约了时间和成本。
[0016]优选地，在本方法中设置，所述荧光元件通过旋转部件的旋转被引导首先经过所述光源，并且随后经过所述光敏传感器或者依次地经过多个光敏传感器。
[0017]另一特征是，借助所述光敏传感器的巧妙的布局和数量能够提高温度精度，并且附加地能够检测转速和转动方向。
[0018]相应地，根据本专利技术的优选的构造，此外由探测的荧光的信号来确定所述旋转部件的转速和/或转动方向。
[0019]根据本专利技术的其他的优选的构造，所述荧光元件具有尤其以晶体为形式的红宝石作为荧光材料。
[0020]此外，有利地设置了所述光源构造成发光二极管或者激光二极管(LED)。
[0021]根据本专利技术的另一其他的优选的构造设置，至少一个光敏传感器构造成光电接收器，尤其是光电二极管(PD)。
[0022]根据本专利技术的另一其他的优选的构造，事先通过参考测量(借助所述荧光元件、光源和至少一个光敏传感器)来求取与所述荧光元件的材料的取决于温度的衰变时间常数τ相关的变量。
[0023]此外，本专利技术的对象是用于非接触地检测电机的以旋转轴线为基准旋转的旋转部件的温度的装置，其具有(I)布置在所述旋转部件上且与这个旋转部件热连接的荧光元件；(II)用于激发所述荧光元件的光源以及(III)用于探测荧光的至少一个光敏传感器，所述荧光由于所述荧光元件的激发而发射，其中，所述装置此外具有评估单元，所述评估单元设置用于由探测的荧光来求取与所述荧光元件的材料的取决于温度的衰变时间常数τ相关的变量，并且通过这个变量来确定所述旋转部件的温度。
[0024]与上述提及的用于非接触地检测以旋转轴线为基准旋转的旋转部件的温度的方法相关联地提及的有利的构造在这里也类似地适用于所述装置。这种装置尤其为了执行前
面提及的方法而设置。
[0025]依照根据本专利技术的装置的优选的构造设置了所述光源、至少一个光敏传感器和所述旋转轴线的固定的空间布局，在该空间布局中，所述荧光元件通过所述旋转部件的旋转被引导首先经过所述光源，并且随后经过所述光敏传感器或者依次地经过多个光敏传感器。
[0026]依照根据本专利技术的装置的其他的优选的构造设置了评估单元，所述评估单元事先通过参考测量(借助所述荧光元件、光源和至少一个光敏传感器)来求取与所述荧光元件的材料的衰变时间常数τ相关的变量。
[0027]依照根据专利技术的装置的另一其他的优选的构造设置，所述旋转部件是所述电机的转子或者至少一个转子部件。所述电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于非接触地检测电机的以旋转轴线(12)为基准旋转的旋转部件(10)的温度的装置(14)，其具有
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荧光元件(16)，其布置在所述旋转部件(10)上并且与这个旋转部件热连接；
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光源(18)，其用于激发所述荧光元件(16)；
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至少一个光敏传感器(20)，其用于探测荧光，所述荧光由于所述荧光元件(16)的激发而发射；以及
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评估单元(22)，其中，所述光源(18)和光敏传感器(20)布置在所述电机的与机器固定的部分处。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源(18)、至少一个光敏传感器(20)和所述旋转轴线(12)的固...
【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：纬湃科技德国有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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