Lämpötilanmittausanturin langaton virransyöttö sähkömoottorin sisällä

Abstract

Tämän kandidaatintyön aiheena on sähkömoottorin roottoriin sijoitetun lämpötilanmittausanturin langaton virransyöttö. ABB Oy halusi selvittää, onko mahdollista mitata lämpötilaa roottorista nykyisin käytössä olevan staattorin lämpötilanmittauksen sijaan. Langattomaan virransyöttöön päädyttiin, koska se on ainoa järkevä tapa tuottaa piirille energiaa, koska perinteinen virtajohto ei ole tähän tilanteeseen toimiva ratkaisu. Tässä työssä tutustutaan olemassa oleviin tutkimuksiin erilaisista energiankeräystekniikoista ja pohditaan niiden kautta ratkaisua tähän kyseessä olevaan ongelmaan. Työssä käydään läpi yhteensä kuusi erilaista tapaa kerätä energiaa.

Tutkittujen energiankeräystekniikoiden tuottamat tehot ovat yleisesti ottaen melko pieniä. Osa vaihtoehdoista voidaan sulkea heti pois, osa taas vaikuttaa täysin mahdollisilta. Pietsosähköisen elementin avulla saadaan todennäköisesti tuotettua energiaa pyörivästä roottorista kaikista parhaiten. Tämän tekniikan toimivuus on toisaalta varmistettava käytännön kokeiden kautta oikeassa käyttöympäristössä. Itse lämpötilanmittauspiirin komponentteihin on myös kiinnitettävä paljon huomiota, sillä piirin tehonkulutus on saatava mahdollisimman pieneksi. Näin varmistetaan piirin moitteeton toiminta.

This Bachelor’s Thesis examines different wireless power sources for temperature sensor. The sensor is located inside an electric motor. ABB Finland wanted to research the possibility of measuring temperature from the rotor instead of the stator. Wireless power input is the only rational way to generate power to this circuit, because conventional conductors are not suitable for this purpose. This study introduces researches on different energy harvesting methods and aims to solve this problem. Six different methods are examined in this study.

The amount of generated power with these energy harvesting methods is usually very small. Some of these methods can be excluded almost immediately whereas some of these seem to be possible solutions. Piezoelectric harvester is probably the most efficient way to generate power from the rotating rotor. Nevertheless, the functionality of this method must be confirmed by tests with a real electric motor. The components of this temperature sensor circuit must be taken into account due to their power consumption which must be low enough. Thus, the functionality of the whole circuit can be ensured.