[發明專利]一種非接觸式轉子溫度檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201610018677.7
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105515285A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 劉春龍;黃洪劍
• 申請（專利權）人: 上海吉億電機有限公司
• 主分類號: H02K11/25
• 分類號: H02K11/25;G01K7/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

技術領域

本發明涉及電機控制與檢測技術領域，具體涉及一種非接觸式電機轉子溫 度在線檢測技術。

背景技術

電機的溫度對電機的工作有著至關重要的影響，電機溫升過高輕則造成絕 緣加速老化，影響運行壽命，重則造成繞組燒毀，永磁體退磁，電機直接損壞。

因此，近年來針對電機保護目的的溫度檢測技術得到越來越廣泛的應用， 尤其是較易實現的定子測溫技術。然而由于電機工作時轉子處于旋轉狀態，溫 度測試有一定的技術難度，目前廣泛使用的轉子溫度測量技術主要有接觸式和 非接觸式兩種。

接觸式主要采用滑環、碳刷進行溫度傳感器的信號輸出，或者是通過熱致 形變材料的變形改變接觸部位來辨別溫度變化，這些方法結構復雜，工藝要求 高，且需要定期維護，成本較高。

非接觸式主要有調頻方式和紅外線方式等，調頻方式易受電磁干擾，紅外 方式成本過高。

因此，如何開發一種結構簡單、成本低、可靠性高的轉子溫度檢測方案成 為一個迫切需要解決的問題。

發明內容

針對現有電機轉子溫度在線檢測技術所存在的問題，本發明的目的如下：

目的1：提供一種可以實現轉子溫度的非接觸式在線測量的電機轉子溫度 檢測裝置；

目的2：基于上述的電機轉子溫度檢測裝置，提供一種非接觸式的電機轉 子溫度檢測方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

針對目的1提供的方案為：一種非接觸式轉子溫度檢測裝置，其包括

一熱敏元件，固定于電機轉子上；

一旋轉型變壓器，含有定子和轉子兩部分，并分別置有定子線圈和轉子線 圈，所述旋轉型變壓器的轉子與電機轉子同軸安裝，轉子線圈與所述熱敏元件 相連并為其供電，定子線圈由外部供電。

優選的，所述熱敏元件固定并靠近電機轉子線圈或永磁體。

優選的，所述熱敏元件為阻抗敏感型熱敏元件。

優選的，所述阻抗敏感型熱敏元件為熱敏電阻、熱敏二極管、熱電偶中的 一種或者其與定值電阻的串并聯組合。

針對目的2提供的方案為：一種非接觸式轉子溫度檢測方法，該檢測方法 通過旋轉型變壓器來獲取識別設置在電機轉子上的熱敏元件的阻抗變化，并據 此獲取轉子溫度。

優選的，所述熱敏元件阻抗的變化通過旋轉型變壓器的定轉子耦合進行傳 遞。

優選的，所述檢測方法通過在旋轉型變壓器的定子線圈中通以一定頻率和 幅值的交流電壓或電流，同時測量定子繞組的電流或電壓幅值，再通過阻抗變 換關系，識別熱敏元件的阻抗，最后根據熱敏元件的溫度阻抗特性，進而獲取 轉子溫度。

本發明提供的轉子溫度檢測裝置及方法使用低成本的無源的熱敏感溫元 件及繞線型式的旋轉型變壓器轉子與電機轉子同軸安裝，結構簡單，耐機械沖 擊性好，可靠性高；熱敏元件阻抗的變化通過旋轉型變壓器的定轉子耦合進行 傳遞，無機械接觸，無磨損，無需維護，可實現電機轉子溫度的實時在線監測； 同時變壓器耦合置于電機外部，不受電機磁場影響，抗干擾性強。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發明。

圖1為本發明實施例中提供的非接觸式轉子溫度檢測裝置示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解， 下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

參見圖1，其所示為本實施例提供的非接觸式轉子溫度檢測裝置的結構示 意圖。由圖可知，該溫度檢測裝置主要包括一熱敏元件100和一旋轉型變壓器 200兩部分。

其中，熱敏元件100，其固定于永磁同步電機300的轉子301上，用于通 過溫度阻抗特性來反映轉子301的溫度。

該熱敏元件100采用阻抗敏感型熱敏元件，具體為一負溫度系數熱敏電阻 (NTC)，其固定并緊靠在永磁同步電機轉子301一端的永磁體旁邊，自身嵌 入轉子上預留的安裝槽內，并使用粘合劑固定，其兩端引出線101通過軸上開 槽引出到軸端。

對于該阻抗敏感型熱敏元件還可為熱敏二極管、熱電偶，或為熱敏電阻、 熱敏二極管、熱電偶與定值電阻的串并聯組合。