电动机保护器 【技术领域】
本发明涉及一种用来保护压缩机电动机的电动机保护器，该电动机例如可以用于空调、电冰箱等。
背景技术
典型地，在用于空调压缩机的电动机中，电动机保护器被提供来探测不正常的热量产生或者反常电流，而这种不正常的热量产生或者反常电流产生于这样的情况下：电动机的转子受阻，或者转子上施加了过量的负荷。
现有技术中所公知的这种电动机保护器示出在图1中。电动机保护器具有调整螺钉103，该螺钉设置在具开口端的圆柱形基体102的中心位置上，该基体102典型地由电绝缘材料如树脂形成。盘形突动双金属盘形元件104被安装在位于基体102内的调整螺钉103的一端上，而可动接触器105和106被安装在双金属盘104的两个边缘上。
一对固定接触器107和108被设置成靠近基体102的内壁，从而可以接触可动接触器105和106。其中一个固定接触器107被连接到加热器109上，而该加热器109本身又连接到连接终端110上。电动机保护器如此设置，以致在把电流供给到电动机中的电路中，电流通过双金属盘104、固定接触器107和加热器109而从固定接触器108流入到连接终端110中。
当电动机的转子由于一些原因而受阻时或者当电动机转子施加了过量负载时，包围着该电动机保护器的环境温度升高和/或过量电流导致双金属盘104温度升高或者突然翻转，如图1中的虚线所示。在这些情况下，可动接触器105和106及固定接触器107和108被分开并且供给到电动机中的电流被切断了，因此保护了电动机。
这种电动机保护器在工作时被证明非常有用，但是，在某些情况下，改进后的电动机保护器是理想的。
例如，在传统电动机保护器中，在转子受阻或者在过量的负载施加到电动机上时，只使用一个用来保护电动机的双金属元件，因此需要双金属盘的突动温度设置在这样的高温值上：该高温值地范围为130到160摄氏度。
此外，在现有技术的电动机保护器与空调的压缩机电动机一起使用的情况下，不能探测到由于冷却气体泄漏所产生的温度升高，因此导致电动机保护产生问题。
还有，在现有技术的电动机保护器中，如果固定接触器107和108及可动接触器105和106因电弧和接触器材料的熔化而焊接在一起，那么即使在转子受阻的情况下，也不能切断流到电动机中的电流，因此产生了潜在的危险情况。还有这样的一种可能性，在双金属盘到达机械寿命期限时，双金属盘104不再实现它的功能，这也可能产生危险情况。
【发明内容】
本发明的目的是，借助提供一种这样的电动机保护器来解决传统型保护器的问题：该电动机保护器不仅借助探测电动机转子上的阻力或者超载情况、而且借助探测由于冷却气体泄漏所产生的故障来保护电动机。
本发明的另一个目的是提供一种这样的电动机保护器：在接触器间被焊接而接合在一起时或者双金属元件不再起作用时，该电动机保护器可以避免危险情况发生。
相应地，本发明的一个方面是提供一种电动机保护器，该保护器被连接在把电力供给到电动机中的电路中，该电动机保护器包括：第一开关，它包括热驱动装置，第一开关被连接在该电路中，并且在热驱动装置运动时，第一开关打开和关闭所述电路；及第二开关，它被连接在该电路中，并且包括两个热驱动装置从而打开和关闭电路，第一和第二开关串联地电连接起来，并且第二开关的两个热驱动装置的驱动温度相互不相同。
在本发明的电动机保护器的另一个方面中，第一和第二开关的热驱动装置是对温度敏感的突动双金属件，每个双金属件具有：第一选择的预定温度，在该温度下它突然翻转过中心；及第二选择的较小预定温度，在该温度时它突然翻转返回到它的原始状态，第一开关的突动双金属件是用来把电流供给到电动机中的电路的电流输送件，因此它对包围它的周围温度和通过它的电流量敏感，并且第二开关的第一和第二突动双金属件不是用来把电流供给到电动机中的电路的电流输送件，它们中的每一个具有不同的第一和第二选择的预定突动温度，在要保护的电动机进行正常工作期间，第二开关的第二双金属件的第一突动温度大于第二开关的第一双金属件的第一突动温度，而第二开关的第二双金属件的第二突动温度小于电动机保护器的温度。
在本发明的电动机保护器的另一个方面中，第一和第二开关都装在壳体内，其中第一开关与壳体的上部第一基体相连，而第二开关与壳体的下部第二基体相连。
在本发明的电动机保护器的另一个方面中，与第一开关相比，第二开关设置成更加靠近要保护的电动机的壳体内。
【附图说明】
本发明的电动机保护器的其它目的、优点和细节描述在本发明的优选实施例的下面描述中，参照附图进行详细描述，在这些附图中：
图1是现有技术的电动机保护器的剖视图；
图2是本发明的电动机保护器的分解立体图；
图3是图2的装配好的电动机保护器的俯视图；
图4是沿着图3的线X-X所截取的、装配好的电动机保护器的剖视图；
图5是本发明的电动机保护器的第一基体的仰视图；
图6是本发明的电动机保护器的第二基体的俯视图，它示出了电连接关系；及
图7是电路图，它示出了本发明的电动机保护器的电连接。
【具体实施方式】
下面，参照图2～图7来详细地解释本发明的电动机保护器的一些实施例。
下面这些实施例中所描述的电动机保护器是用于空调等的压缩机中。典型地，电动机保护器直接安装在压缩机主体的外壁上。
图2是本发明的一个实施例的电动机保护器的分解立体图。
在这个实施例所描述的电动机保护器中，壳体包括第一基体2和第二基体3。第一和第二基体2和3由电绝缘材料形成，如树脂材料类的聚酯，并且以这样的方式形成，以致相互可以自由地分开。后面要描述的第一开关S1被设置在第一基体2上，第一开关根据通过它的电流大小和它周围的环境温度来打开和关闭。第一开关具有与传统电动机保护器(这种保护器在前面已描述过并且示出在图1中)相同的结构。
第一基体2由具有上表面的圆柱形件形成，在该上表面上，相互之间以相等距离设置了四个孔21、22、23和24，从而安装连接终端4、5、6、15和16。这些连接终端从上表面的四个孔中伸出。纵向平面连接终端4、5和6由金属形成，并且例如，把这些连接终端各自插入到孔21、22和23中。
而且，在第一基体件2中，除了加热器7之外，还设置了用来驱动第一开关S1的双金属盘8。借助调整螺钉9和螺母10把双金属盘8固定到第一基体上。应该知道，对于电动机保护器来讲，加热器不是必要的元件。此外，若干切口8c设置在靠近调整螺钉9的一部分双金属盘8上，该调整螺钉9被插入到双金属盘中，从而使由于双金属盘的突动作用而产生的集中应力最小化。
总体上是盘形的第二基体3具有第二开关S2(该开关在后将描述)，该开关S2具有两个双金属盘11和13。第二开关根据周围环境的温度来打开和关闭。第二开关总体上包括：固定接触器17；第一和第二双金属盘11和13；及运动臂12。两个连接终端15和16又设置在第二基体3上，因此它们垂直向上地从第二基体向着第一基体2伸出。在装配好的情况下，电动机保护器具有第一基体2和第二基体3，借助许多现有技术中所公知的技术中的任何一种如螺丝或者快速安装(snap fit action)而使这些基体结合在一起。
图3是从第一基体2的顶部看去的、上面实施例中所描述的电动机保护器的俯视图；并且图4是沿着图3的线X-X所截取的剖视图。
如上所述，连接终端4、5和6以这样的方式安装在电动机保护器中，以致它们的相应顶部从第一基体2的顶部伸出。这些开口被标成终端编号#1-#4。
设置在终端编号#1和#2处的连接终端4和5如此定位，以致每个终端的弯曲下部起着与一对可动接触器8a和8b进行电连接的固定接触器4a和5a的作用，而该对可动接触器8a和8b布置在双金属盘8的两端上。这些元件最后形成了图7所示的第一开关S1。
如图4所示，双金属盘8总体上是圆形，并且以这样的方式进行弯曲，从而形成了杯形。双金属盘被安装在位于第一基体内部的调整螺钉的一端上，因此它的凸出表面将面对第二基体3。
双金属盘8典型地通过下面方法来形成：使具有不同热膨胀系数的两金属片接合在一起，然后使接合起来后的金属片形成杯形元件。相应地，当温度到达第一预定值时，双金属盘将突然翻转过中心从而打开开关，并且当该温度到达第二较小预定值时，返回到它的原始位置上从而关闭开关。例如，开关S1的第一预定值的范围为140到160摄氏度，而第二较小预定值的范围为60到80摄氏度。由于双金属盘8是把电流供给到电动机中的电路的一部分，因此，根据它周围的大气温度和它所输送的电流量来确定任何给定时间时的温度。相应地，在选择电动机保护器的预定驱动温度时一定得考虑电动机保护器周围的大气温度和流过它的电流。例如，用来驱动电动机保护器的典型温度范围为25到100摄氏度，并且典型的电流输送值为5到30安培。
在终端编号#3处，设置到第一基体2中的连接终端6和设置到第二基体3中的连接终端15以这样的方式构成和定位，以致一起从共用孔23处伸出，该共用孔23被设置在第一基体的顶部上。典型地，借助焊接装置或者在现有技术中所公知的其它装置，把这些连接终端接合在一起。由于这个事实，连接终端6和15被电连接起来。
用来把热量供给到双金属盘8中的加热器7被连接到连接终端6的连接部分和连接终端5的固定接触器5a上。加热器可以是这样的形状：该形状在双金属盘8的整个形状上均匀分布，从而连续地把热量输送到双金属盘8中。为此，它可以形成弯曲形状，如图5所示。第二基体3总体上包括：连接终端15和16；两个双金属盘11和13，它们对不同的温度敏感；及可动臂12，并且这些元件最后形成了第二开关S2。
如图6所示，当它们的相应连接部分18a和17a被模制在第二基体3内时，连接终端15和16被固定在合适位置上。连接终端15的连接部分18a和连接终端16的连接部分17a各自被连接到可动臂12的可动连接器18和固定接触器17上。
当电动机保护器处于标准工作温度时，可动臂12的固定连接器17和可动接触器18被电连接起来，如图3所示。如图4和6所示，可动臂12包括：固定部分12a、可动部分12b和纵向薄板件，该薄板件位于固定部分和可动部分之间。固定部分12a与固定接触器17固定连接，而固定接触器17与连接终端16的连接部分17a固定接触。当电动机保护器处于标准工作温度时，可动部分12b与连接终端15的连接部分18a接触。纵向薄板件在它的下表面中部处具有突出部12c，在双金属盘11和13突动时，该突出部接触双金属盘，因此可动臂12的可动部分12b与可动接触器18分开，因此中断了电连接状态。该薄板件由弹性弹簧材料如铍和铜的合金形成。
用来安装第一和第二双金属盘11和13的安装部分14设置在第二基体3的中心处。在安装部分14处，第一和第二双金属盘11和13在另一个上面堆积起来，而它们的凸表面朝下。罩3a被安装到安装部分的下部上，从而保护第二基体的底表面。
第一和第二双金属盘11和13各自通过下面方法形成：使具有不同热膨胀系数的两个金属片接合在一起，然后使接合起来后的金属片形成杯形元件。相应地，当温度到达第一预定值时，双金属盘将突然翻转过中心从而打开开关，并且当该温度到达第二较小预定值时，返回到它的原始位置上从而关闭开关。如上所述，可动臂12、与连接终端16连接的固定接触器17、与连接终端15连接的可动接触器18及第一和第二双金属盘11和13形成了第二开关S2(参见图7)。控制第二开关S2的驱动的双金属盘11和13在某温度下突然翻转过中心，因此可动臂12的突出部12c各自借助双金属盘11和13来接触，从而使臂向上推动，因此打开了开关S2并且关闭了电流。
优选地，在上述实施例中，第一双金属盘11的突动温度被设置成大于或者等于120摄氏度，而返回到它的原始状态的回位温度小于60摄氏度。
另一方面，在正常的电动机工作期间，第二双金属盘13的突动温度被设置成大于第一双金属盘11所设定的温度，例如设置成130到140摄氏度，而回位温度被设置成小于电动机保护器所观察到的温度。
第二开关S2的双金属盘11和13不能作为用来把电流供给到电动机中的部分电路来输送电流，这就不同于第一开关S1的双金属盘8。由于这个事实，盘11和13只准确地响应这些盘周围的环境温度而打开和关闭开关。
图7示出了这个实施例中所描述的电动机保护器的电路结构。第一开关S1、加热器7和第二开关S2与电动机M的驱动电源串联连接。
在这个实施例的电动机保护器中，通过电动机的密封终端从驱动电源流到终端编号#1处的电流通过双金属盘8、终端编号#2、加热器7、终端编号#3和可动臂12而流向终端编号#4。相应地，在双金属盘8、11和13中的任何一个突然翻转过中心的情况下，电动机的电力供给电路被切断，因此打开了开关S1和S2中的任何一个。当电动机在工作时被阻止或者超载时，双金属盘8在盘的温度到达预定驱动温度时突然翻转，因此使可动接触器8a和8b与固定接触器4a和5a分开，如图4所示。相应地，由于第一开关被打开，因此电动机的电力供给电路使电流停止供给到电动机中，故使电动机中断了。双金属盘8的温度受到流过它的电流量和它周围的大气温度这两者影响。
另一方面，在压缩机泄漏气体的情况下，在正常的电动机工作情况下，周围大气温度均匀升高，并且在温度到达预定温度如120摄氏度时，双金属盘11突然翻转过中心。由于这种作用，双金属盘11撞击设置在可动臂12上的突出部12c，其结果是可动臂12的可动部分12b被向上推动，因此切断了可动接触器18和固定接触器17之间的电连接，而该固定接触器17设置在第二基体3上。然后，切断电动机的电力供给电路并且中断电动机的工作。
在双金属盘8的机械寿命到期时，或者在可动接触器8a和8b及固定接触器4a和5a通过熔化接合在一起的情况下，开关S1在现有技术的电动机保护器中没有被切断，这将对电动机和压缩机的密封终端产生潜在危险。
但是，在这种情况下，就本发明的电动机保护器的使用而言，在电流进行不正常流动时，双金属盘11响应盘的周围温度(该温度通过不正常的电流来升高，甚至在第一开关不工作时的不正常电流来升高)而突然翻转，因此打开了第二开关S2并且切断了电流。
在把较大的电流施加到电动机上或者在双金属盘由于它的物理损坏而不能工作的情况下，设置了另一个双金属盘13，该金属盘13在设定温度如130摄氏度(该温度高于双金属盘11的突动温度)时突然翻转过(snap over)中心。
由于双金属盘13的突动，双金属盘13撞击没有突然翻转的双金属盘11和可动臂12，因此可动接触器18和设置在第二基体3上的固定接触器17被分开了，故断开了电动机的电力供给电路并且使电动机的工作终止了。由于双金属盘13的回位温度小于电动机的正常工作温度如-30摄氏度，因此除了在不正常的工作状态下、即极冷状态下之外，该盘不能回位。相应地，通过使电不通到电动机中来保护电动机，并且使它保持那种状态。
根据上面所描述的本发明，除了防止电动机受到阻止和超载之外，借助于探测由于冷却气体泄漏所引起的故障，电动机保护器可以保护电动机。该电动机保护器还提供了这样的保护：即使在这些接触器借助熔化而接合在一起或者在双金属元件不再被驱动的情况下，防止电动机受到潜在的危险情况。
应该知道，尽管为了解释本发明而描述了本发明的优选实施例，但是本发明还包括各种变形和所公开实施例的等同物，上面只是描述了它们中的一些。例如，双金属盘可以设计成能够改变它的突动温度或者回位温度，从而适合于安装有该双金属盘的任何装置。