电机中磁性元件的振动监视制造技术

本发明专利技术涉及电机中磁性元件的振动监视。具体地，提供了一种电机，其包括两个活动元件，其中第一活动元件为电机的定子，另一活动元件为电机的转子。附接到活动元件之一的是在操作期间与电机中的磁通量相互作用的磁性元件。进一步地，传感器被提供用于测量电机的振动量，控制单元被配置用于根据所测振动量检测磁性元件的位移。电机可以是发电机或电动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及诸如发电机或电动机的电机领域。
技术介绍
在一些电机中，其绕组被容纳在芯槽中，并且该芯槽的开口由所谓的槽楔封闭。该槽楔可以是有磁性的或非磁性的。磁性槽楔具有一定的被设计为提供预期功能的磁性。例如，分别被配置的磁性槽楔用于减少磁芯损耗、振动、曲折转矩(zigzag torque)和磁化电流。磁性槽楔特别用在感应电机中。然而，磁性槽楔承受高磁力和高热循环。结果，磁性槽楔会变松，因而会移位或者甚至从芯槽中脱出。结果，绕组绝缘不再受到任何保护，随时间变坏，最后导致短路。这种短路可能产生高脉动转矩，该高脉动转矩可损坏电机的某些部件。为了克服以上问题，已知的方案是使用非磁性槽楔。鉴于上述情况，需要一种改进的技术，其能够提供基本上避免或至少减少上述问题中一个或多个问题的电机。
技术实现思路
这一需求可通过独立权利要求的主题得以实现。本申请公开主题的有利实施例通过各从属权利要求进行描述。根据本专利技术的第一方面，提供了一种电机，其包括能相对于彼此运动的两个活动元件，其中，所述活动元件中的一个活动元件形成了所述电机的定子，所述活动元件中的另一个活动元件形成了所述电机的转子。磁性元件被附接到所述活动元件之一。所述磁性元件在所述电机的操作期间与所述电机中的磁通量相互作用。进一步地，根据第一方面的电机包括用于测量所述电机的振动量的传感器。仍进一步地，所述电机包括控制单元，以用于根据所测振动量检测所述磁性元件的位移。本专利技术的该方面基于下述思想移位的磁性元件改变所述电机中的磁阻分布，并因而改变由电机内的磁力造成的振动。因而，通过测量所述电机的振动量，能够检测所述磁性元件的位移。应理解，尽管在第一方面中提到一个磁性元件，当然，两个或多个磁性元件，并且通常是多个磁性元件被提供在所述电机中。根据一个实施例，术语“磁性”包括“由磁活性物质制成”或者，“由高导磁材料制成”，只是为了列举一些示例。一般地，在此，术语“与电机中的磁通量相互作用的磁性元件”包括下述实施例，其中，磁性元件被配置和/或定位在所述电机中，其中该磁性元件对所述电机中的磁通量具有一定影响。在一些示例性实施例中，“与磁通量相互作用”包括调节所述电机中的磁通量、 增大所述电机中的磁通量、优化所述电机中的磁通量等等。根据进一步的实施例，所述传感器为用于测量所述电机的加速度的加速度计。例如，根据一个实施例，所述转子围绕旋转轴线旋转，并且所述传感器被提供以测量沿与所述旋转轴向形成角度的方向的加速度，其中该角度不同于零度。例如，根据一个实施例，所述传感器可被提供以测量所述电机的径向振动。根据进一步的实施例，所述电机包括所述活动元件之间的气隙，并且所述磁性元件被定位成面向所述气隙。这种实施例的示例为，磁性元件被提供成所述电机的磁性槽楔的形式。根据其他实施例，在此提到的所述磁性元件可以是所述电机的任一其他磁性元件。根据进一步的实施例，所述活动元件中的所述磁性元件与其附接的那个活动元件包括绕组，并且这个磁性元件位于所述绕组与所述气隙之间，由此形成一个实施例中的槽楔。这种构造可导致改进的效率，例如导致所述电机的减少的磁芯损耗。根据进一步的实施例，所述传感器被配置成用于测量对于多个频率的所述振动量，以提供所述振动量的波谱。根据这种实施例，根据进一步的实施例，所述控制单元被配置成用于监视所述波谱的至少一部分，并用于当所述振动量在预定区间外时确定所述磁性元件的位移。例如，根据一个实施例，所述预定区间具有上限和下限，并且所述控制单元被配置成用于确定所述磁性元件在当所述振动量低于所述预定区间的所述下限和/或所述振动量高于所述预定区间的所述上限时是否被移位。根据进一步的实施例，所述预定区间为半开区间，并仅包括单个界限。例如，根据一个实施例，所述预定区间包括上限，并且所述控制单元被配置成用于确定所述磁性元件在当所测振动量高于所述预定区间的所述上限时是否被移位。进一步地，根据进一步的实施例，所述控制单元被配置成用于确定所述磁性元件在当所述振动量低于预定半开区间的下限时是否被移位。应理解，所述预定区间可根据所述振动量的性质进行选择。进一步地，所述预定区间可在操作所述电机之前，例如在制造所述电机期间被设定。根据其他实施例，所述预定区间在操作所述电机期间例如基于所述电机的操作参数和/或基于所述电机的所测振动量而被确定。根据一个实施例，所述振动量是所述电机的机械振动的平均振幅。根据另一实施例，所述振动量为所述电机的机械振动的峰值振幅。根据进一步的实施例，所述振动量为所述电机的机械振动的频率。所述电机的其他振动量也是可以预期的。例如，在本专利技术的某种意义上来说，也可将电或磁振动或者电或磁振动的参数用作振动量，而不用确定电机的机械振动。根据本申请公开主题的第二方面，提供了一种用于检测电机的磁性元件位移的方法，其中所述电机包括能相对于彼此运动的两个活动元件，且其中所述活动元件中的一个活动元件形成了所述电机的定子，所述活动元件中的另一个活动元件形成了所述电机的转子。其位移待检测的磁性元件被附接到所述活动元件之一。根据第二方面的方法包括测量所述电机的振动量，并基于所测振动量确定所述磁性元件的位移。根据本申请公开主题的第三方面，提供一种用于操作电机的控制单元的方法，该方法包括接收表示所述电机的振动量的输入信号，响应所述输入信号检测所述电机的磁性元件的位移，并响应所述磁性元件的所测位移提供输出信号。根据本申请公开主题的第四方面，提供一种用于处理输入信号的计算机程序，该输入信号表示电机的振动量。当所述计算机程序由数据处理器执行时适于控制根据第三方面或其实施例所述的方法。如在此使用，参照计算机意在等同于参照程序单元和/或计算机可读介质，该程序单元和/或计算机可读介质包含用于控制计算机系统的指令，用于协调根据第三方面或其实施例所述方法的性能。计算机程序通过使用任一合适的编程语言，例如JAVA、C++可被实现为计算机可读指令码，并可被存储在计算机可读介质(可移动磁盘、易失或非易失性存储器、嵌入式存储器/处理器等)。指令码可操作用于对计算机或任一其他可编程设备进行编程，以实现预期功能。计算机程序可通过网络，例如万维网获得，从网络上可下载该计算机程序。本专利技术可通过计算机程序或软件实现。然而，本专利技术还可通过一个或多个专用电路或硬件实现。而且，本专利技术还可实现成混合形式，即软件模块和硬件模块的组合。在下文中，将参照一种电机、一种用于检测电机的磁性元件的位移的方法以及一种用于操作控制单元的方法来描述本申请公开主题的各示例性实施例。应指明，当然，与本申请公开主题的不同方面相关的任一组合也是可以的。特别地，一些实施例参照设备类型权利要求进行描述，而其他实施例参照方法类型权利要求进行描述。然而，技术人员根据以上并根据以下描述应获悉，除非另有说明，除了属于一个方面的各特征的任一组合之外，另外，与不同方面或实施例有关的各特征之间的任一组合，例如甚至设备类型权利要求的各特征与方法类型权利要求的各特征之间的任一组合，被视为通过本申请而公开。本专利技术上文中限定的各方面和各实施例以及进一步的各方面和各实施例根据待在下文中描述的示例是显而易见的，并参照附图进行解释，但本专利技术并不限于此。附图说明图1示意性地示出了根据本申请公开主题的实施例的电机的横截面图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电机（１００），包括：相对于彼此可动的两个活动元件（１０２、１０４），所述活动元件中的一个活动元件形成了所述电机（１００）的定子（１０２），所述活动元件中的另一个活动元件形成了所述电机的转子（１０４）；附接到所述活动元件之一的磁性元件（１１４），所述磁性元件（１１４）与所述电机（１００）中的磁通量相互作用；传感器（１２２），用于测量所述电机（１００）的振动量；以及控制单元（１４），用于根据所测振动量检测所述磁性元件（１１４）的位移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K安德森，JL贝斯纳赖斯，A莫尔加尔德，
申请(专利权)人：K安德森，JL贝斯纳赖斯，A莫尔加尔德，
类型：发明
国别省市：DE