ITPC20080011U1

ITPC20080011U1 - Dispositivo di avviamento per motori elettrici

Info

Publication number: ITPC20080011U1
Application number: IT000011U
Authority: IT
Inventors: Pietro Cecconi
Original assignee: Electrica S R L
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-03
Also published as: US8179083B2; US20100052600A1

Description

DISPOSITIVO DI AVVIAMENTO PER MOTORI ELETTRICI

La presente innovazione propone un dispositivo di avviamento per motori elettrici, in particolare previsto per essere applicato a motori di compressori o simili, costituito da un circuito comprendente un relè di corrente in serie con un resistenza di valore prefissato o con un resistore NTC, e due condensatori rispettivamente collegati in serie e in parallelo con il relè.

Il dispositivo di avviamento secondo l’innovazione, viene inserito fra la linea e l'avvolgimento di avviamento del motore e permette di ottenere i vantaggi in termini di rendimento derivanti dall'uso di due condensatori, uno di avviamento e uno permanente, senza però gli inconvenienti che detti componenti comporterebbero se utilizzati in assenza della resistenza in serie con il relè.

Come è noto, nei frigoriferi il gruppo costituito da motore e compressore è generalmente costituito da un unico blocco sigillato ermeticamente, posto in un involucro al quale sono applicate opportune connessioni per il collegamento a dispositivi di avviamento e protezione.

Questi connettori sono standardizzati e comprendono generalmente tre contatti maschi sui quali vengono inseriti il dispositivo di avviamento e protezione, che comprende mezzi in grado di alimentare per un breve tempo una corrente di spunto, necessaria per l'avviamento del motore, nonché dispositivi di protezione ad azionamento termico.

Per lungo tempo come dispositivo di avviamento si è utilizzato un relè, il quale veniva chiuso per il tempo necessario ad alimentare agli avvolgimenti del motore la corrente di spunto e che si apriva poi quando il motore raggiungeva il numero di giri previsto.

In epoca più recente in molti casi i relè sono stati sostituiti da un resistore a coefficiente di temperatura positivo (PTC), il quale, rispetto al relè, presenta svariati vantaggi.

Il PTC, infatti, è costituito da una resistenza che si somma a quella degli avvolgimenti, per cui questi ultimi possono venire realizzati con un numero minore di spire, con conseguente risparmio di materiale ed una leggera diminuzione di ingombro.

Siccome però il PTC resta sempre collegato, esso continua ad assorbire corrente, anche se in misura minima (pochi watt per ora).

Per ovviare a questi incovenienti è stato realizzato un dispositivo di avviamento, descritto nel modello di utilità italiano n. 252.095 della stessa richiedente, che prevede di mettere in serie il relè e il resistore PTC, in modo che una volta avviato il motore il relè venga aperto e il resistore PTC scollegato.

Lo scopo della presente innovazione è quello di realizzare un dispositivo di avviamento per motori elettrici caratterizzato da un rendimento ancora migliore rispetto a quelli realizzati secondo la tecnica nota.

Questo scopo è raggiungibile accoppiando un relè di corrente a due condensatori, uno di avviamento in serie con detto relè, e uno permanente collegato in parallelo, che variando lo sfasamento fra corrente e tensione migliorano il rendimento del dispositivo a vantaggio di un minor consumo energetico.

Il problema di un circuito configurato in questo modo è che durante la fase di avviamento, nell’istante in cui il relè viene chiuso, il condensatore di marcia, che nel frattempo si è caricato, si scarica di colpo creando picchi di corrente istantanei elevatissimi in grado di bruciare i contatti nel giro di poche accensioni.

Per ovviare al problema l’innovazione prevede di inserire un resistenza di valore ohmico fisso in serie con il relè, interposta fra il condensatore di avviamento e detto relè, in grado di assorbire il picco di corrente generato dalla scarica del condensatore quando i contatti vengano chiusi.

Il valore di questa resistenza è calibrato in maniera da limitare il più possibile il picco di corrente che attraversa i contatti al momento della loro chiusura, ma allo stesso tempo da permettere il passaggio di una corrente sufficiente all’avviamento del motore elettrico.

Il circuito così configurato inoltre diventa lui stesso un circuito di sicurezza che funziona in parallelo con il protettore termico, che viene comunque sempre utilizzato; la resistenza difatti può essere calibrata in modo da disintegrarsi se alimentata per un tempo eccessivo, ad esempio nel caso di problemi di avviamento del motore, o se sovraccaricata, aprendo il circuito e interrompendo l’alimentazione al relè.

Il vantaggio della presente innovazione è evidente in quanto permette di ottenere un dispositivo di avviamento caratterizzato da un miglior rendimento elettrico e dal costo sicuramente inferiore ai dispositivi dotati di resistori PTC.

Secondo una forma di esecuzione dell’innovazione, si prevede di utilizzare un resistore NTC al posto della resistenza di valore ohmico fisso, per bloccare il picco di corrente generato dai condensatori durante l’avviamento.

Il resistore NTC difatti è caratterizzato dal fatto di variare la propria resistenza al variare della temperatura, e in particolare di diminuire la resistenza all’aumentare della temperatura; di conseguenza a temperatura ambiente l’NTC è interdetto e impedisce il passaggio della corrente verso il relè, mentre man mano che si riscalda, la resistenza diminuisce e consente il passaggio della corrente.

In questo modo nell’istante in cui i contatti vengono chiusi il picco di corrente, della durata di qualche millisecondo, viene assorbito dal resistore NTC che si riscalda e consente poi il passaggio della corrente stabilizzata attraverso i contatti del relè verso il motore.

In questo caso il dispositivo risulta più costoso a causa dell’uso del resistore NTC rispetto a una resistenza comune, col vantaggio però di ottenere un completo assorbimento del picco di corrente da parte di detto resistore prima dell’avvio del motore.

La presente innovazione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di<esempio non limitativo, con riferimento alle figure allegate in cui:>

• La figura 1 è una vista in pianta dello schema elettrico del dispositivo diavviamento per motori elettrici, secondo l’innovazione;

• La figura 2 è una vista in pianta dello schema elettrico del dispositivo diavviamento per motori elettrici, nel quale la resistenza di valore fisso è sostituita da un resistore NTC.

Con riferimento alla figura 1 con 1 e 2 sono indicati rispettivamente gli avvolgimenti di avviamento e di marcia di un motore elettrico, collegati da una parte ad una linea comune di alimentazione 3 e dalla parte opposta al dispositivo di avviamento secondo l'innovazione.

Detto dispositivo comprende un relè normalmente aperto, indicato nel suo complesso con 4, un resistenza 5 preferibilmente di valore ohmico fisso, un condensatore di avviamento 6 e un condensatore di marcia 7.

Il condensatore 6 e la resistenza 5 sono collegati entrambi in serie con i contatti 8 del relè e posizionati sul ramo 9 collegato all’avvolgimento di avviamento 1 del motore elettrico. Una resistenza 19 è collegata in parallelo al condensatore 6.

Su un secondo ramo 10 in parallelo con il ramo 9, è collocata la bobina 11 che aziona la parte mobile 12 del relè 4, sulla quale sono fissati i contatti indicati con 13, detto ramo 9 essendo collegato all’estremità opposta all’avvolgimento “main” o principale 2 del motore elettrico.

Il condensatore permanente 7 invece è collocato su un terzo ramo 14 in parallelo con i rami 9 e 10, collegato anch’esso all’avvolgimento di avviamento 1 del motore.

Il funzionamento del dispositivo avviene come descritto in seguito: durante la fase di avviamento quando viene attivata l’alimentazione sulla linea 3 il condensatore 7 viene caricato istantaneamente, mentre i contatti 8 e 13 del relè sono ancora aperti; dopo alcuni istanti la bobina 11 del relè 4 chiude i contatti 8 e 13 che chiudendo a loro volta il circuito causano la scarica del condensatore 7 verso la resistenza 5.

Il picco di corrente generato attraversa quindi la resistenza 5 attenuandosi prima di arrivare ai contatti 8 e 13 che rimangono così protetti.

Come già accennato, il valore di questa resistenza è un compromesso che permette di limitare il più possibile il picco di corrente che attraversa i contatti al momento della loro chiusura, ma allo stesso tempo che permette il passaggio di una corrente sufficiente all’avviamento del motore elettrico.

Detta resistenza 5 però può anche essere calibrata in modo disintegrarsi se alimentata per un tempo eccessivo, ad esempio nel caso di problemi di avviamento del motore o se i contatti 8 e 13 del relè rimangono incollati, oppure se sovraccaricata in maniera eccessiva. In questo modo aprendo il circuito e interrompendo l’alimentazione al relè fornisce un ulteriore sicurezza in parallelo a quella fornita dal protettore termico.

La resistenza 19 serve a dissipare in breve tempo le cariche che si sono accumulate nel condensatore 6 o comunque a farlo scaricare dopo il suo utilizzo, in modo che se si dovesse procedere ad un riavvio entro pochi secondi dal primo, il condensatore 6 sarebbe già scarico.

L’innovazione, secondo una seconda forma di esecuzione illustrata in figura 2, prevede di utilizzare un resistore NTC 15 al posto della resistenza 5. Il funzionamento è molto simile a quello descritto in precedenza.

Quando viene attivata l’alimentazione il resistore NTC 15, essendo ancora a temperatura ambiente, è interdetto e impedisce al picco di corrente generato dai condensatori di attraversare i contatti 8 e 13 danneggiandoli. Quando l’NTC si è riscaldato per effetto del picco di corrente assorbito, permette il passaggio della corrente stabilizzata attraverso detti contatti 8 e 13 e quindi l’avviamento del motore elettrico.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere modifiche o varianti che saranno da ritenersi tutte comprese nell’ambito del presente trovato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di avviamento per motori elettrici, in particolare previsto per essere applicato a motori di compressori o simili, caratterizzato dal fatto di prevedere un relè (4) in serie con un elemento resistivo (5, 15) e due condensatori (6, 7) rispettivamente collegati in serie e in parallelo con detto relè.
2) Dispositivo di avviamento per motori elettrici secondo la rivendicazione 1, in particolare previsto per essere applicato a motori di compressori o<simili, caratterizzato dal fatto di prevedere un circuito comprendente:> • un primo ramo (9) collegato ad un estremo a un punto comune (P) eall’estremo opposto all’avvolgimento di avvio (1) del motore, sul quale sono inseriti in serie rispettivamente un condensatore di avviamento<(6), un resistore (5, 15) e i contatti fissi di un relé (4);> • un secondo ramo (10) in parallelo con il primo ramo (9), collegato aduna estremità al punto comune (P) e all’estremità opposta all’avvolgimento “main” o di marcia (2) del motore sul quale è inserita<la bobina (11) del relé (4);> • un terzo ramo (14) in parallelo con i rami (9) e (10), collegato aun’estremità al punto comune (P) e all’estremità opposta all’avvolgimento di avviamento del motore, sul quale è installato un condensatore di marcia (7), essendo questo punto comune (P) collegato al connettore comune (C) del motore tramite la linea di alimentazione (3).
3) Dispositivo di avviamento per motori elettrici, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento resistivo (5) è una resistenza di valore ohmico prefissato.
4) Dispositivo di avviamento per motori elettrici, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento resistivo (15) è un resistore NTC.
5) Dispositivo di avviamento per motori elettrici, secondo la rivendicazione 1, in cui detto relé (4) e detta resistenza (5) o resistore NTC (15) sono inseriti fra l'avvolgimento di avvio (1) del motore e la linea di alimentazione (3).
6) Dispositivo di avviamento per motori elettrici, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di prevedere una resistenza (19) in parallelo con il condensatore di avviamento (6).
7) Dispositivo di avviamento per motori elettrici, come descritto e illustrato.