用于电机的温度测量装置及电机的制作方法

1.本公开涉及电机温度测量技术领域，具体地，涉及一种用于电机的温度测量装置及电机。


背景技术：

2.为确保电机的安全运行，需要对电机的转子和定子进行实时的温度测量。为了得到转子较为精确的温度信息，工作人员选择将温度传感器安装在转子上，但由于转子在运行时处于旋转状态，将温度传感器测得的温度信息从电机的旋转部分(转子)传递至固定部分(定子或电机外壳等)是急需解决的问题。在相关技术中，通常选用碳刷作为温度信息的传递件或者选用无线发射装置向外发射温度信息，采用碳刷的方式存在碳刷磨损且在磨损严重时需要更换碳刷，不利于环保，无线发射装置传递温度信息需要先进行信号处理，通常选用原电池为信号处理进行供电，在原电池电量耗尽时需要人工拆卸电机进行更换，操作繁琐且不利于对电机的转子的温度进行实时测量。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种用于电机的温度测量装置及电机，该温度测量装置可以避免人为拆装电机更换为信号处理提供电能的电池，提高了转子温度测量的便捷性。
4.为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，本公开提供一种用于电机的温度测量装置，包括温度传感器和管理模块；
5.所述温度传感器设置于电机的转子，用于检测所述转子的温度；
6.所述管理模块包括设置于所述转子的第一供电模块和第一信号处理模块，所述第一信号处理模块与所述温度传感器电连接，以获得所述转子的温度信息；
7.所述第一供电模块与所述第一信号处理模块电连接以用于对所述第一信号处理模块充电，并且所述第一供电模块包括能够与供电源进行无线充电的无线充电结构。
8.可选地，所述管理模块还包括用于设置在所述电机的外壳上的第二供电模块；
9.所述第二供电模块用于与外部电源电连接，以与所述无线充电结构进行无线充电。
10.可选地，所述管理模块还包括设置于所述外壳的第二信号处理模块，所述第二信号处理模块与所述第一信号处理模块之间采用无线通信。
11.可选地，所述第一信号处理模块包括信号放大器、第一信号处理器及信号发射器；
12.所述信号放大器与所述温度传感器电连接，所述第一信号处理器与所述信号放大器和所述信号发射器均电连接；
13.所述第二信号处理模块包括第二信号处理器和与所述第二信号处理器电连接的信号接收器，所述信号接收器用于与所述信号发射器无线通信连接。
14.可选地，所述无线充电结构包括无线接收电路，所述第二供电模块包括无线发射电路，所述无线接收电路和所述无线发射电路通过电磁感应的方式实现无线充电。
15.可选地，所述第一供电模块和所述第一信号处理模块构造为第一管理模块，所述第二供电模块和所述第二信号处理模块构造为第二管理模块，所述第一管理模块和所述第二管理模块间隔布置。
16.可选地，所述第一管理模块上设置有插槽，所述插槽用于与所述电机的转子轴的一端插接相连；
17.所述第二管理模块设置在所述外壳与所述第一管理模块相同的一端，所述第二管理模块与所述第一管理模块在所述转子轴的轴向或径向上间隔布置。
18.可选地，所述温度测量装置还包括引线，所述引线的一端与所述温度传感器电连接，所述引线的另一端用于穿过设置于所述转子内部的走线结构与所述第一信号处理模块电连接。
19.可选地，所述温度传感器设置为用于检测转子铁芯、位于所述转子铁芯上的磁钢及位于转子轴上的轴承内圈中至少一者的温度。
20.根据本公开的另一个方面，本公开提供一种电机，包括转子和上述的用于电机的温度测量装置，所述温度传感器用于检测所述转子的温度。
21.可选地，所述转子包括转子轴、转子铁芯、设置在所述转子铁芯上的磁钢；
22.所述转子铁芯上形成有容纳所述磁钢的安装槽、减重孔及位于在所述安装槽和所述减重孔之间的引线槽；
23.所述转子轴的内部形成有与所述管理模块的电连接部连通的中空腔，所述转子轴的外壁上形成有供所述引线穿过的引线孔，所述引线孔与所述中空腔连通，与所述温度传感器电连接的所述引线穿设于所述引线槽、所述减重孔、所述引线孔和所述中空腔并与所述第一信号处理模块电连接。
24.可选地，所述转子还包括平衡盘，所述平衡盘套设在所述转子轴上并与所述转子铁芯的一侧抵接，所述平衡盘上形成有供所述引线穿过的第一过线槽；
25.所述转子轴的外壁上形成有供所述引线穿过的第二过线槽，所述第二过线槽沿所述转子轴的长度方向延伸，所述第二过线槽连通与所述引线孔。
26.可选地，所述转子还包括保护套，所述保护套套设在所述转子轴上，所述保护套的内壁罩设在所述第二过线槽未被所述平衡盘罩设的部分上。
27.温度传感器是一种能够感受温度并将其转换成某种可用输出信号的传感器，温度传感器的输出信号一般为电压、电流或电阻信号，为了得到可用的转子的温度信息，温度传感器的输出信号需要先进行一定的信号处理。
28.通过上述技术方案，由于温度传感器设置在电机的转子上，第一信号处理模块与温度传感器电连接，第一信号处理模块能够对温度传感器的输出信号进行信号处理，从而能够获得可用的转子的温度信息，由于第一信号处理模块在信号处理过程中需要消耗电量，与第一信号处理模块电连接的第一供电模块能够对第一信号处理模块进行供电，并且，由于第一供电模块包括能够与供电源进行无线充电的无线充电结构，一方面可以为第一信号处理模块持续供电，以实现对转子的温度的实时测量，避免了转子的温度信息在进行信号处理时出现的因原电池电量不足而不能得到转子的温度的情形，另一方面，第一供电模块对第一信号处理模块采用无线充电能够避免在转子和外壳之间设置电线所可能发生的电线缠绕或断裂，有利于提高电机运行的可靠性和安全性。
29.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
30.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
31.图1是本公开一种示例性实施方式提供的电机的剖视示意图，其中，第一管理模块和第二管理模块在转子轴的轴向上间隔布置；
32.图2是图1中a部分的放大示意图；
33.图3是本公开一种示例性实施方式提供的第一管理模块和第二管理模块在转子轴的径向上间隔布置的示意图，其中，未示出转子轴；
34.图4是本公开一种示例性实施方式提供的电机的转子铁芯的立体示意图；
35.图5是本公开一种示例性实施方式提供的用于电机的温度测量装置的第一管理模块和第二管理模块的框架图。
36.附图标记说明
37.1-温度传感器；2-管理模块；21-第一管理模块；211-第一供电模块；2111-无线接收电路；212-第一信号处理模块；2121-信号放大器；2122-第一信号处理器；2123-信号发射器；213-插槽；22-第二管理模块；221-第二供电模块；2211-无线发射电路；222-第二信号处理模块；2221-第二信号处理器；2222-信号接收器；3-引线；8-电机；81-转子；811-转子轴；8111-中空腔；8112-引线孔；8113-第二过线槽；812-转子铁芯；8121-减重孔；8122-引线槽；813-磁钢；814-轴承；815-平衡盘；8151-第一过线槽；816-保护套；82-外壳。
具体实施方式
38.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
39.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指各部件自身轮廓的内和外。另外，所使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
40.如图1至图5所示，根据本公开的一个方面，本公开提供一种用于电机8的温度测量装置，包括温度传感器1和管理模块2，温度传感器1设置于电机8的转子81，用于检测转子81的温度，管理模块2包括设置于转子81的第一供电模块211和第一信号处理模块212，第一信号处理模块212与温度传感器1电连接，以获得转子81的温度信息，第一供电模块211与第一信号处理模块212电连接以用于对第一信号处理模块212充电，并且第一供电模块211包括能够与供电源进行无线充电的无线充电结构。
41.温度传感器1是一种能够感受温度并将其转换成某种可用输出信号的传感器，温度传感器1的输出信号一般为电压、电流或电阻信号，为了得到可用的转子81的温度信息，温度传感器1的输出信号需要先进行一定的信号处理。
42.通过上述技术方案，由于温度传感器1设置在电机8的转子81上，第一信号处理模块212与温度传感器1电连接，第一信号处理模块212能够对温度传感器1的输出信号进行信号处理，从而能够获得可用的转子81的温度信息，由于第一信号处理模块212在信号处理过
程中需要消耗电量，与第一信号处理模块212电连接的第一供电模块211能够对第一信号处理模块212进行供电，并且，由于第一供电模块211包括能够与供电源进行无线充电的无线充电结构，一方面可以为第一信号处理模块212持续供电，以实现对转子81的温度的实时测量，避免了转子81的温度信息在进行信号处理时出现的因原电池电量不足而不能得到转子81的温度的情形，另一方面，第一供电模块211对第一信号处理模块212采用无线充电能够避免在转子81和外壳82之间设置电线所可能发生的电线缠绕或断裂，有利于提高电机8运行的可靠性和安全性。
43.可选地，在上述实施方式中，温度传感器1可以是电偶式温度传感器、电阻式温度传感器等，本公开对温度传感器1的具体选用不作限定。温度传感器1的数量可以是多个，多个温度传感器1可以设置在不同的转子铁芯812上，也可以设置在同一转子铁芯812的不同位置。
44.为了实现对第一供电模块211的无线供电，管理模块2还可以包括用于设置在电机8的外壳82上的第二供电模块221，第二供电模块221用于与外部电源电连接，以与无线充电结构进行无线充电。由于第二供电模块221设置在电机8的外壳82上并能够作为无线充电的发射端，第一供电模块211设置在转子81上并能够作为无线充电的接收端，从而可以将为温度测量装置供电的第一供电模块211和第二供电模块221集成于电机8，有利于提高温度测量装置的结构紧凑度。
45.可选地，管理模块2还可以包括设置于外壳82的第二信号处理模块222，第二信号处理模块222与第一信号处理模块212之间采用无线通信。无线通信所传输的无线信号是随电磁波通过空气传输的，在本实施例中，经第一信号处理模块212(无线通信的发射端)发射的无线信号可以由第二信号处理模块222(无线通信的接收端)接收，由于第二信号处理模块222设置在电机8的外壳82上且能够接收设置于转子81上的第一信号处理模块212所发射的温度信息，从而实现了将转子81的温度信息从电机8的旋转部分(转子81)传输至固定部分(外壳82)，避免了在转子81和外壳82之间设置信号连接线所可能发生的信号连接线缠绕或断裂，有利于提高电机8运行的可靠性和安全性。
46.可选地，在上述实施方式中，无线通信可以是蓝牙无线通信、wifi无线通信等，本公开对无线通信方式的具体选用不作限定。
47.如图5所示，第一信号处理模块212可以包括信号放大器2121、第一信号处理器2122及信号发射器2123，信号放大器2121可以与温度传感器1电连接，第一信号处理器2122可以与信号放大器2121和信号发射器2123均电连接，第二信号处理模块222可以包括第二信号处理器2221和与第二信号处理器2221电连接的信号接收器2222，信号接收器2222用于与信号发射器2123无线通信连接。
48.由于温度传感器1的输出信号较小，与温度传感器1电连接的信号放大器2121可以将该输出信号的数值进行放大，从而便于与信号放大器2121电连接的第一信号处理器2122对经信号放大器2121放大后的输出信号的处理，有利于提高转子81的温度信息的准确性。信号发射器2123可用于将经第一信号处理器2122处理的温度信息发射给第二信号处理模块222，第二信号处理模块222的第二信号处理器2221可用于对经第一信号处理器2122处理的转子81的温度信息做进一步的数据处理，从而能够减少第一信号处理器2122的工作量并降低第一信号处理器2122的能耗，有利于温度测量装置对转子81温度的持续测量。
49.可以理解的是，在上述实施方式中，信号发射器2123可以是射频发生器，信号接收器2222可以是射频接收器，如图5所示，第一信号处理器2122可以包括a/d转换器，从而能够将温度传感器1的输出信号(模拟量)转换为数字信号进行信号处理，第一供电模块211可以为信号放大器2121、a/d转换器、第一信号处理器2122和信号发射器2123供电，第二供电模块221可以为第二信号处理器2221和信号接收器2222供电，以保证对转子81温度的持续测量。
50.本公开对无线充电结构的具体类型不作限定。可选地，如图5所示，无线充电结构可以包括无线接收电路2111，第二供电模块221可以包括无线发射电路2211，无线接收电路2111和无线发射电路2211通过电磁感应的方式实现无线充电。由于无线发射电路2211的线圈能够通过电磁感应在无线接收电路2111的线圈中产生电流，从而实现了将电能从外壳82转移到转子81上，实现了对设置在转子81上的第一信号处理模块212的无线充电。本实施例提供的无线充电结构的结构简单，无线充电的可靠性高。通过电磁感应实现无线充电的原理为本领域技术人员所熟知，因此，这里不在赘述。
51.可选地，如图1和图5所示，第一供电模块211和第一信号处理模块212可以构造为第一管理模块21，第二供电模块221和第二信号处理模块222可以构造为第二管理模块22，第一管理模块21和第二管理模块22可以间隔布置。由于第一管理模块21包括第一供电模块211和第一信号处理模块212，第一供电模块211和第一信号处理模块212均设置在转子81上，第一管理模块21在电机8运行时处于旋转状态，第二管理模块22包括第二供电模块221和第二信号处理模块222，第二供电模块221和第二信号处理模块222均设置在外壳82上，第二管理模块22在电机8运行时处于静止状态，第一管理模块21和第二管理模块22间隔布置能够避免第二管理模块22与旋转状态的转子81接触而发生损坏，从而有利于提高温度测量装置的结构可靠性。
52.为了在电机8上固定第一管理模块21和第二管理模块22，如图1和图2所示，第一管理模块21上可以设置有插槽213，插槽213用于与电机8的转子轴811的一端插接相连，第二管理模块22可以设置在外壳82与第一管理模块21相同的一端，第二管理模块22与第一管理模块21可以在转子轴811的轴向或径向上间隔布置。由于第二管理模块22设置在外壳82与第一管理模块21相同的一端，从而可以缩小第一供电模块211与第二供电模块221之间的间距，有利于实现对温度测量装置的无线供电。
53.可以理解的是，在上述实施方式中，为了使第一管理模块21与转子轴811的连接紧固，第一管理模块21与转子轴811可以是过盈配合或螺纹配合，当第二管理模块22与第一管理模块21在转子轴811的径向上间隔布置时(如图3所示)，设置有第二管理模块22的外壳82与设置有第一管理模块21的转子81之间是间隙配合。
54.为了将温度传感器1的输出信号传输至第一信号处理模块212，如图1和图2所示，温度测量装置还可以包括引线3，引线3的一端可以与温度传感器1电连接，引线3的另一端用于穿过设置于转子81内部的走线结构(如下文提及的引线孔8112、引线槽8122等)与第一信号处理模块212电连接。由于与温度传感器1电连接的引线3是从转子81内部的过孔穿出并与第一信号处理模块212电连接，从而可以避免将引线3设置在转子81外部所发生的引线3断裂或引线3与电机8内部的其他结构发生干涉，有利于提高温度测量装置的结构可靠性。
55.可选地，温度传感器1可以设置为用于检测转子铁芯812、位于转子铁芯812上的磁
钢813及位于转子轴811上的轴承814内圈中至少一者的温度。由于转子铁芯812、磁钢813和轴承814是随着转子轴811转动而一起高速旋转，温度传感器1测量转子铁芯812、磁钢813和轴承814内圈中至少一者的温度所得到的温度信息均可以用于反映转子81的真实温度，使得该温度信息具有可参考性。
56.根据本公开的另一个方面，本公开提供一种电机8，包括转子81和上述的用于电机8的温度测量装置，温度传感器1用于检测转子81的温度。
57.为了将引线3从转子81内部穿出并与第一信号处理模块212电连接，如图1、图2和图4所示，转子81可以包括转子轴811、转子铁芯812、设置在转子铁芯812上的磁钢813，转子铁芯812上可以形成有容纳磁钢813的安装槽、减重孔8121及位于在安装槽和减重孔8121之间的引线槽8122，转子轴811的内部可以形成有与管理模块2的电连接部连通的中空腔8111，转子轴811的外壁上可以形成有供引线3穿过的引线孔8112，引线孔8112与中空腔8111可以连通，与温度传感器1电连接的引线3可以穿设于引线槽8122、减重孔8121、引线孔8112和中空腔8111并与第一信号处理模块212电连接，从而能够避免将引线3设置在转子81外部所发生的引线3断裂或引线3与电机8内部的其他结构发生干涉，有利于转子81的温度测量的持续进行。
58.可选地，如图1和图2所示，转子81还可以包括平衡盘815，平衡盘815可以套设在转子轴811上并与转子铁芯812的一侧抵接，平衡盘815上可以形成有供引线3穿过的第一过线槽8151，转子轴811的外壁上可以形成有供引线3穿过的第二过线槽8113，第二过线槽8113可以沿转子轴811的长度方向延伸，第二过线槽8113可以连通第一过线槽8151与引线孔8112。由于平衡盘815上形成有第一过线槽8151，转子轴811上形成有与第一过线槽8151和引线孔8112连通的第二过线槽8113，引线3可以从减重孔8121穿出后穿过第一过线槽8151、第二过线槽8113和引线孔8112，再从转子轴811内部的中空腔8111穿出与第一信号处理模块212电连接。
59.可选地，如图1和图2所示，为了防止引线3在转子81旋转过程中发生断裂或与电机8的其他结构发生干涉，转子81还可以包括保护套816，保护套816可以套设在转子轴811上，保护套816的内壁可以罩设在第二过线槽8113未被平衡盘815罩设的部分上，从而能够将引线3完全设置于转子81内部。
60.可以理解的是，在上述实施方式中，为了使保护套816与转子轴811的连接紧固，保护套816和转子轴811可以是过盈配合、螺纹配合等，并且，为了防止保护套816在旋转过程中发生变形，保护套816可以由金属材质制成。
61.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
62.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
63.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。