DD150674A5

DD150674A5 - Schaltungsanordnung zum anlassen und zum schutz von einphasen-motorkompressoraggregaten,insbesondere fuer kuehlmaschinen

Info

Publication number: DD150674A5
Application number: DD22105280A
Authority: DD
Inventors: Laszlo L Molnar
Original assignee: Huetoegepgyar
Priority date: 1979-11-05
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1981-09-09
Also published as: HU179490B

Abstract

Die erfindungsgemaesze Schaltungsanordnung besteht aus einem automatischen Bimetall-Aus- und Wiedereinschalter sowie aus einem die Hilfsphasenwicklung schaltenden PTC-Widerstand. Der Bimetall-Schalter enthaelt einen federnden Kontakt, einen mit dem Bimetall zusammengeschalteten beweglichen Kontakt und einen am Bimetall angeordneten Heizwiderstand. Eine Klemme des Heizwiderstandes ist mit dem Bimetall elektrisch verbunden.Der Heizwiderstand und die Hauptphasenwicklung des Motors sind miteinander in Reihe geschaltet. Die Hauptphasenwicklung des Motors ist ueber den PTC-Widerstand an die gemeinsame Klemme des Bimetalls eines Federblattes angeschlossen.

Description

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Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Schutz von Einphasen-MotorkompresBoraggregaten

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Schutz von Einphasen-Motorkompressoraggregaten, insbesondere für Kühlmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Zu den wichtigen Anforderungen, die an die verschiedenen Kühl- und Klimaanlagen gestellt werden, zählt die daß beim Anlassen des Motors bzw* beim Schließen und Unterbrechen des Stromkreises der Hilfsphasenwicklung Störungen von Rundfunk- und Fernsehempfängern vermieden werden. Es ist weiterhin erforderlich, daß bei unregelmäßigem Betrieb der Kühlanlagen, ζ»Β_β im Pali einer beträchtlichen Netzüberspannung oder eines größeren Spannungsabfalles, eines kurzzeitigen Spannungsausfalles oder eines Pestlaufens des Läufers5 keine schädliche Übertemperatur bzw.

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keine Beschädigung der Motorisolation auftreten kann.

Zur Erfüllung dieser Forderungen werden Anlaß- und Überstromschutzmittel benötigt, die beim Schließen und Unterbrechen des Stromkreises der Hilfsphasenwicklung keine Rundfunk- und Fernsehempfangsstörungen verursachen, bei unregelmäßigem Betrieb der Anlage das Motorkompressoraggregat ausschalten und nach Ablauf einer kurzen Zeit automatisch wiedereinschalten, wobei dieser Schaltzyklus solange wiederholt wird, bis die Unregelmäßigkeit aufhört bzw, durch äußeren Eingriff behoben wird.

Zur Lösung der erwähnten Aufgaben ist eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen worden (z.B* DE-PS 1 663 114), bei der zum Anlassen des Motors ein nichtlinearer PTC-Widerstand (temperaturabhängiger Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten) verwendet wird. Zum Überstromschutz des Motors wird ein in den gemeinsamen Zweig der Hauptund. Hilfsphasenwicklungen eingefügter Schutzschalter ver« wendet, wobei der Fühler des Schutzschalters neben der Hauptphasenwicklung befestigt ist. In der Praxis ist der Überstromschutzschalter in eine hermetisch geschlossene G-lasümhüllung eingebaut, die im Wicklungskopf befestigt ist.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß bei einer solchen Ausführung der Schutzschalter freon- und ölbeständig sein muß, weil der Schutzschalter innerhalb der hermetisch geschlossenen Glasumhüllung des Motorkompressoraggregats angeordnet ist.· Deshalb ist die Herstellung derartiger Schutzschalter kostspielig. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß bei einem Schadhaftwerden des Schutzschalters die hermetisch geschlossene Stahlumhüllung des Motorkompressoraggegats geöffnet werden muß, was mit beträchtlichen Kosten verbunden ist.

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Die US-PS 3 168 661 beschreibt eine andere Entwicklung* Hier sind der Heizwiderstand und das Bimetall des Überstromschutz es in den gemeinsamen Zweig der Hauptphasenwicklung und der Hilfsphasenw±cklung eingefügt und werden daher beim Anlassen vom Gesamtstrom der Wicklungen während des Betriebes aber ausschließlich vom Hauptphasenwicklungs» strom durchflossen«

Ein gemeinsamer Wachteil der erwähnten Lösungen besteht darin, daß bei Einstellung der Auslösungscharakteristik des ÜberStromschutzes auf den im Betrieb des Motors maximal zulässigen Strom der Überstromschutz beim Anlassen unter der Yfirkung des durch beide Wicklungen fließenden Stromes vor dem Anlauf des Motors ausschaltet. Wenn der Heizwiderstand des Überstromschutzes auf den Anlaßstrom (der Anlaßstrom ist 6 bis 8 mal so hoch wie der Uennstrom) bemessen wird, gewähr1eistet der Schutzschalter im Falle einer im Betrieb vorkommenden Überlastung keinen ausreichenden Schutz«

Bei einer v/eiteren bekannten Lösung ist der zur Verhinderung einer zu starken Erwärmung von hermetisch gekapselten Motorkompressoraggregaten dienende automatische Überlastungsschutzschalter mit einem zum Schalten der Hilfsphasenwicklung des Motors dienenden Relais und einem ein Bimetall enthaltenden automatischen Aus- und Wiedereinschalter versehen_s der geeignet ist, unter der Y/irkung des Stromes bzw«, unter der Einwirkung der vom einen Teil des Motors oder des Motofkompressoraggregates ausstrahlenden Y/ärme den Stromkreis der zu schützenden Wicklungen abzuschalten^ Hierbei v/erden die Kontakte des automatischen Bimetall-Aus- und Wiedereinsehalters beim Ansprechen des Anlaßrelais vom Gesamtstrom der Haupt- und Hilfsphasenwicklungen durchflossen, und über das entsprechend bemessene und eingestellte Bimetall sov/ie über die Kontakte, des Hilfsphasenwicklungs-Schaltrelais ist nur die Hilfs-

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phasenwicklung eingefügt, während" der Heizwiderstand ausschließlich mit der Wicklung des Relais und mit der Hauptphasenwicklung in Reihe geschaltet ist. Der Bimetall-Schalter ist derart eingestellt, daß er bei einem erfolglosen Anlassen des Motors die Haupt- und Hilfsphasenwicklungen schützt und im Palle einer betrieblichen Überlastung eine schädliche Erwärmung der Hauptphasenwicklung verhindert.

Bei diesem Schalter ist es nachteilig, daß der Schalter relativ groß ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine relativ hohe Heizleistung zur Verbiegung des Bimetalls notwendig ist, um die Ausschaltung innerhalb der vorgeschriebenen Zeit zu gewährleisten. Wegen des relativ großen Heizwiderstandes nimmt die an der Hauptphasenwicklung liegende Spannung ab, und demzufolge vermindert sich auch das Anlaßmoment. Dies ist jedoch im Interesse eines zuverlässigen Betriebes des Motorkompressoraggregats unzulässig.

Ziel der Erfindung,t

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Lösungen zu beseitigen und eine Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Schutz von einphasigen Motorkompreseoraggregaten, insbesondere für Kühlmaschinen, zur Verfügung zu stellen, die eine günstige Auslösungscharakteristik aufweist und es dadurch ermöglicht, daß der Überstromschutzschalter, der bisher innerhalb des Motorkompressoraggregates angeordnet war, mit kleinen Abmessungen und in kostsparender Ausführung so herzustellen, daß er auf der äußeren Umhüllung angeordnet werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Bimetall-Schalter und den nichtlinearen Widerstand z.B. PTC-Widerstand in ein gemeinsames Gehäuse einzubauen, das auf stromführen-

de Kontaktbolzen des Motorkompressoraggregats aufsteckbar ist.

Schließlich soll mit der Erfindung eine neue Schaltungsanordnung zur Einfügung eines automatischen Bimetall-Aus- und Wiedereinschalters sowie eines Anlaßelementes, die zur Verringerung der Selbstkosten der Kühlanlage und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit unerläßlich sind, zur Verfügung gestellt werden, wobei die erwähnten Elemente neuartig anzuordnen sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Erfindung sgeinäß wird eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die aus einem automatischen Bimetall-Aus- und Wiedereinschalter- und einem PTC-Widerstand zum Schalten der Hilfsphasenwicklung besteht, wobei der Bimetall-Schalter aus einem federnden Kontakt, .einem mit dem Bimetall verbundenen beweglichen Kontakt und einem am Bimetall angeordneten Heizwiderstand zusammengesetzt ist, wobei eine Klemme des Heizwiderstandes mit dem Bimetall elektrisch verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet j daß der Heizwiders'tand und die Hauptphasenwicklung des Motors miteinander in Reihe geschaltet sind und die Hilfsphasenwicklung des Motors über den PTC-Widerstand an ein Federblatt (Kontakthalter) und an das Bimetall angeschlossen ist»

Ausführung^eispiel:

Die Erfindimg wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1: eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Pig. 2: eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bzw. des Bimetall-Schalters und des PTC-WiderStandes, in einem gemeinsamen Gehäuse, das auf die stromdurchführenden Kontaktbolzen des Motorkompressoraggregates gesteckt werden kann.

Nach Pig. 1 besteht der Hauptstromkreis aus der Netzanschlußklemme 2 des Überstromschutzes 1, den Kontakten 3, 4, dem Pederblatt 5» dem Bimetall 6, dem Heizwiderstand 7, der Hauptphasenwicklung 9 des Motors 8, und der Netzanschlußklemme 10.

Der Stromkreis für die Hilfsphasenwicklung des Motors 8 verläuft über die Netzanschlußklemme 2, die Kontakte 3»4, das Pederblatt 5, den PTC-Widerstand 11, die Hilfsphasenwicklung 12 und die Uetzanschlußklemme 10.

Die Einstellschraube 13 dient zur Einstellung der Auslösungscharakteristik des Überstromschutzes 1. Durch Verbiegen des Ansatzes 14 des Pederblattes 5 kann der zum Unterbrechen des Stromkreises notwendige Abstand zwischen den Kontakten 3_?4 und damit die Wiedereinschaltungszeit eingestellt werden. Der Abstand des Ansatzes 14 vom Anschlag 15 kann nämlich im geschlossenen Zustand der Kontakte 3>4 eingestellt v/erden.

Die Schaltkennlinie des Überstromschutzes 1 kann außerdem durch eine entsprechende Bemessung des Bemitalls 6 und des Heizwiderstandes 7 beeinflußt werden.

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Nachdem der Stromkreis der Hauptphasenv/icklung 9 und der Hilfsphasenwicklung 12 geschlossen wurde, läuft der Motor 8 an* Der PTC-Widerstand erwärmt sich, wodurch sich sein Widerstandswert bekanntlich plötzlich auf das Mehrfache erhöht«, Demzufolge fließt durch die Hilfsphasenwicklung 12 ein verschwindend kleiner Strom* Danach entspricht die Momentkennlinie des Motors 8 dem Einphasenbetriebe Wenn der Motor aus irgendeinem Grund nicht anlaufen kanu, verbiegt sich das Bimetall 6 aufgrund des durch den Heizwiderstand 7 fließenden Stroms, bevor es zu einer' Übererwärmung der Hauptphasenwicklung 9 kommt· Das omegaförmige Federblatt 16 wird zusammengedrückt und das Federblatt 5 aus der Ruhelage umgekippt, wodurch die Kontakte 3,4 "blitzschnell" voneinander getrennt werden und der Ansatz 14 sich gegen den Anschlag 15 abstützt, wodurch sowohl der Hauptphasenstromkreis als auch der Hilfsphasen-• Wicklungsstromkreis unterbrochen wird.

Each der Abkühlung verbiegt sich das Bimetall 6 in die entgegengesetzte Richtung, wobei das omegaförmige Federblatt 16 zusammengedrückt und dadurch das Federblatt 5 sehr schnell zurückgebogen und der Stromkreis über die ' Kontakte 3s4 wieder geschlossen wird.

Wie aus Fig_e 2 ersichtlich, sind die elastischen Kontaktbuchsen 17,18 und 19 derart ausgebildet, daß sie zum Anschluß an die stromdurchführenden Kontaktbolzen 20, 21 und 22 des Motors 8 geeignet sind.

Bei der Bemessung der Federblätter 23 und 24 muß die Anschlußmöglichkeit an den PTC-Widerstand 11 bzw* die Forderung nach einem möglichst kleinen Übergangswiderstand berücksichtigt v/erden.

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Im Gehäuse 25 sind zur Befestigung des PTC-Widerstandes 11 bzw. zur Abstützung der stromführenden Federblätter 23 und 24 die Rippen 26 und 27 zweckmäßigerweise aus dem Material des Gehäuses 25 ausgeformt.

Beim Anlassen des Motors wird der in den gemeinsamen Zweig der Haupt- und Hilfsphasenwicklungen eingefügte überstromschutzschalter bzw. dessen Anlaßwiderstand von einem Strom durchflossen, der bekanntlich das β bis 8fache des Nennstromes des Motors beträgt. Der Heizwiderstand muß natürlich unter Berücksichtigung dieses Stromes bemessen werden. Ein so bemessener Heizwiderstand gewährleistet jedoch im Betrieb des Motors, im Falle einer unzulässigen Überlastung, nicht den erforderlichen Schutz für den Motor.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Auslösungscharakteristik des Bimetall-Schalters unter Berücksichtigung der zulässigen Belastung der Hauptphasenwick-.lung des Motors, bzw. unter Berücksichtigung des vollständigen Schutzes im Falle eines unregelmäßigen Betriebes ökonomisch ausgestaltet werden kann.

Beim Anlassen mit Hilfe von PTC-Elementen ist es sehr wichtig, daß die Wiedereinschaltzeit des Überstromschutzes genügend lang und gut regelbar ist. Aus diesem Grund wird bei diesen Anordnungen der überstromschutz in den Wicklungskopf eingebaut, weil dadurch im Fall einer großen Druckdifferenz zwischen der Saug- und Druckseite des Motorkompressoraggregates (z.B. bei einem kurzzeitigen Spannungsfall) während eines erfolglosen Anlassens der Schutzschalter nur nach einigen Minuten wieder einschaltet, wobei das PTC-Element genügende Zeit zur Abkühlung hat. Demzufolge vermindert sich sein Y/iderstand sehr stark, so daß der zum Wiederanlassen notwendige Anlaßstrom durch die Hilfsphasenwicklung fließen kann.

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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß wegen der sehr günstigen Auslösungscharakteristik der Schutzschalter der gleiche Überstromschutz für den in den verschiedenen Kühlmasch'inen verwendeten Motorkompressoraggregaten unterschiedlicher Leistung verwendet bzw. hergestellt v/erden kajm (gegebenenfalls muß zv/ecks Anpassung der Auslösungscharakteristik die Einstellschraube 13 verstellt werden). Also wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung erreicht, daß die Anlaß- und Schutzschalter in Serienproduktion hergestellt werden können, was zu wesentlichen Einsparungen führte Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt noch darin, daß für den Service von Kühl- und Klimaanlagen gleiche Anlaß- und Schutzmittel verwendet werden können.

Diese wesentlichen Vorteile werden dadurch erreicht, daß während bei den in den gemeinsamen Zweig eingefügten Schutzschaltern der Schutzwiderstand von einem Strom, der das 6 bis 8fache des Hennstromes des Motors beträgt, •durchflossen wird, bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dieser Strom nur das 3 his 5fache des Hennstromes beträgt, wodurch nicht nur günstige Abmessungen erreicht v/erden können, sondern auch die Auslösungscharakteristiken der Motorkompressoraggregaten verschiedener Leistung als annähernd gleich angenommen werden können.

Claims

Erfindungsanspruch;

1. Schaltungsanordnung zum Anlassen und zum Schutz von Einphasen-Motorkompressoraggregaten, insbesondere für Kühlmaschinen, die einen automatischen Bimetall-Aus- und Wiedereinschalter und einen die Hilfsphasenwicklung schaltenden PTC-Widerstand enthält, wobei der automatische Bimetall-Aus- und Wiedereinschalter aus einem festen Kontakt, einem mit dem Bimetall zusammengeschalteten beweglichen Kontakt und einem am Bimetall angeordneten Heizwiderstand besteht und eine Klemme des Heizwiderstandes mit dem Bimetall elektrisch verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Heizwideretand (7) und die Hauptphasenwicklung (9) des Motors (8) miteinander in Reihe geschaltet sind und die Hilf sphasenwicklung (12) des Motors (8) über den PTC-Widerstand (11) an das Bimetall (6) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet daaurch, daß der Hilfsphasenstromkreis des Motors (8) zwischen den Netzanschlußklemmen (2;10) die Kontakte (3;4), ein Federblatt (5) und die mit dem PTC-Widerstand (11) verbundene Hilfsphasenwicklung (12) enthält,

3· Schaltungsanordnung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der mit dem Bimetall (6) versehene überstromschutz (1) sowie der PTC-Widerstand (11) in einem gemeinsamen Gehäuse (25) angeordnet sind, das an stromführende Kontaktbolzen (20;21;22) des Motorkompressoraggregates angeschlossen ist.

Hierzu 1 Seiia Zeichnungen