CN103578873B - 热继电器的温度补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热继电器的温度补偿方法，包括如下步骤：步骤一：计算环境温度变化导致脱扣距离的变化量A；步骤二：计算调节补偿凸轮每旋转单位角度脱扣距离的变化量b；步骤三：根据变化量a和变化量b计算补偿角度差c；以及步骤四：沿预定方向旋转该补偿凸轮所述补偿角度差c。根据上述方法，在热继电器在超出额定温度范围的温度下工作时，可以通过旋转补偿凸轮来调节该热继电器的额定电流，由此，使得该热继电器可以正常工作。

Description

热继电器的温度补偿方法

技术领域

本发明涉及一种热继电器，并尤其涉及热继电器的温度补偿方法。

背景技术

热继电器用于电机等的过载保护，其通常包括如热感应双金属片的热感应装置、如脱扣杆等的热感应位移传递装置、如脱扣装置等的触点离合装置以及外壳。当电动机的工作电流过载时，热感应装置中的热感应双金属片弯曲，通过热位移传递装置带动触点离合装置的触点离开，也称为脱扣，与触点离合装置相连接的控制电路断开，控制电机的电源断开，由此实现对电机的保护。

考虑到热感应双金属片随着输入的电流不同，其弯曲程度也不同，进而导致热感应位移传递装置所传递的热位移也不同，导致触点离合装置在不同输入电流下具有不同的离合性能，即，具有不同的脱扣特性。为了解决这个问题，通常在热继电器中设置有补偿装置，该补偿装置通常包括一个杠杆机构，杠杆机构的一端与上述热位移传递装置相连接，另一端与手动调节旋钮的凸轮相关联。手动调节旋钮四周通常标有刻度，由此，当热继电器在不同输入电流下工作时，通过手动调节旋钮，将旋钮上的箭头对准与该电流相对应的刻度，由此改变脱扣点的初始位置，该初始位置的变化进而影响热位移传递装置，抵消（补偿）双金属片由不同输入电流产生的热位移变化，使得热继电器在不同输入电流下仍保持一致的离合性能。

尽管在现有技术中已经考虑了通过调节旋钮来改变脱扣点的初始位置，以便在不同的输入电流下获得一致的离合特性，但是，现有技术中的这种补偿没有考虑环境温度的影响。尤其是，目前的热继电器通常标定在-5℃至+40℃范围内，也就是说，现有技术中的热继电器在上述温度范围内可以保证稳定的工作，并且通过上述调节操作获得基本上一致的离合特性。但是热继电器并不是总是在该温度范围内工作，有时，例如，用户在-25℃使用热继电器时，由于温度变化对双金属片的变形影响很大，因此，则无法保证该热继电器能够以预定的离合特性操作。并且，由于上述补偿装置仅仅是针对有限的温度范围例如-5℃至+40℃内进行设计，因此，在超出该温度范围时，该补偿装置无法正确地进行补偿，因此也就法保证热继电器在这些温度下具有一致的脱扣特性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的问题，并且本发明的目的是提供一种热继电器的温度补偿方法，利用该方法，可以使得现有技术的热继电器能够在超过标定温度范围的温度下工作。

根据本发明，提供了一种热继电器的温度补偿方法，该热继电器包括主双金属片，该主双金属片在超过额定电流的电流通过时触发热继电器的脱扣机构；补偿装置，该补偿装置调节所述热继电器的脱扣距离，以使得该脱扣距离与该热继电器的额定电流相适应，所述补偿装置包括调节热继电器的脱扣距离的补偿凸轮。

该温度补偿方法包括如下步骤：

步骤一：计算由于环境温度超出标定温度范围变化而导致的脱扣距离的变化量A；

步骤二：计算调节补偿凸轮每旋转单位角度脱扣距离的变化量b；

步骤三：根据变化量a和变化量b计算补偿角度差c；以及

步骤四：沿预定方向旋转该补偿凸轮所述补偿角度差c。

根据上述方法，在热继电器在超出额定温度范围的温度下工作时，可以通过旋转补偿凸轮来调节该热继电器的额定电流，由此，使得该热继电器可以正常工作。

优选的是，所述步骤一包括：

计算环境温度每变化1摄氏度，脱扣距离的变化量a；

计算热继电器的工作温度与热继电器的额定温度的失效温度点之间的温度差x；以及

通过将变化量a与温度差x相乘得到所述变化量A。

优选的是，所述变化量a是基于主双金属片的性能参数而获得的，所述性能参数包括主双金属片的材料、形状、安装方式等。

可替代的是，所述变化量a是通过试验获得的。

优选的是，所述变化量b是根据补偿凸轮的机械设计值计算得出的。

可替代的是，所述变化量b是通过试验获得的。

特别要指出的是，所述特定方向是通过旋转补偿凸轮而消除所述环境温度变化导致脱扣距离的变化量的方向，具体地说，在环境温度是低于所述热继电器的额定温度范围的温度时，该预定方向是使得所述脱扣距离减小的方向；而在环境温度是高于所述热继电器的额定温度范围的温度时，该预定方向是使得所述脱扣距离增大的方向。

优选的是，所述凸轮由旋钮在热继电器的外侧转动，所述旋钮上设置有箭头，通过旋转该旋钮使得该箭头与对应于额定电流的标记相对准来使得所述脱扣距离与所述额定电流相适应，所述步骤四包括：

在转动所述补偿凸轮的旋钮上标记另一箭头，该另一箭头与所述旋钮上的调节箭头之间的角度等于所述补偿角度差；以及

旋转所述旋钮知道所述另一箭头与对应于额定电流的标记对齐。

利用这种方法，可以方便用户执行上述温度补偿操作。

附图说明

本发明的上面和其他目的、特征和优点将通过下面参照附图对本发明的优选实施方式的详细描述中变得更清楚，图中：

图1是示出热继电器的温度补偿装置的示意图；

图2A和2B是解释热继电器温度补偿装置的工作原理的示意图；

图3是示出根据本发明的热继电器的调节旋钮的示意图；以及

图4是示出根据本发明的温度补偿方法的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述根据本发明的优选实施方式。

首先，参照图1、图2A和图2B，描述根据本发明的热继电器的结构及其温度补偿装置的结构。热继电器100包括主双金属片200，该主双金属片200与热继电器100的脱扣杆300相关联。在电流流过主双金属片200时，会产生热量，该热量会导致主双金属片变形，主双金属片的变形进而带动脱扣杆300沿着图1中向左的方向移动。在超过预定电流的电流流经主双金属片200时，主双金属片200的变形量超过预定值，由此，带动脱扣杆300移动过预定的距离（以下称为脱扣距离），使得脱扣杆300的脱扣端301触发主动杆400，进而导致脱扣机构脱扣，断开相关的电路。

由于主双金属片200的变形量与其发热量相关，而其发热量又与流经它的电流直接关联，因此在该热继电器在不同的额定电流下工作时，主双金属片200的变形量不同。因此，为了使得热继电器能够在不同的额定电力下工作，需要调节脱扣距离，使该脱扣距离与主双金属片200在该额定电流下的变形量相适应，因此提供了补偿装置。

该热继电器的补偿装置包括可旋转地设置在该热继电器的壳体上的凸轮110以及与该凸轮110的凸轮面相抵靠的传动杆120。传动杆120与导致脱扣装置（未示出）脱扣的主动杆400相关联。其中，所述凸轮110与设置在热继电器壳体的外表面上的旋钮600（参见图3）相连接，以便通过该旋钮来转动凸轮110。

参见图2A、2B和图3，简要描述该补偿装置的工作原理。旋转图3所示的旋钮。旋钮的旋转导致凸轮110转动，从而带动抵靠在凸轮的凸轮面上的传动杆120围绕其轴线摆动。传动杆120的摆动会导致主动杆400的支点401位置发生变化，由此，导致脱扣杆300的脱扣端301与主动杆400的相应端部之间的距离发生变化。由于该距离发生变化，进而，为了要触发主动杆400，主动杆400需要移动的距离（以下称为脱扣距离）发生变化，也就是，触发主动杆400所需的主双金属片200的变形量发生变化。因此，在该热继电器在大额定电流下工作时，可以通过调节上述旋钮600进而增加脱扣杆300的脱扣端301触发脱扣机构的主动杆400之间的距离，即脱扣距离，并且在该热继电器在小额定电流下工作时，通过反向转动上述旋钮600，进而缩小上述脱扣距离，进而使得热继电器100可以在额定电流下实现脱扣，保持了基本一致的脱扣特性。为了便于调节，如图3所示，在旋钮600的四周标有标记，该标记实现通过试验等标定，并与流经热继电器的额定电流相对应。这样，仅通过将旋钮600旋转到期望的标记位置（旋钮600上的箭头1与标记对准），则可以调节热继电器的脱扣特性。

如在背景技术部分中所提到的，由于该热继电器100通常是在-5℃至+40℃的范围内进行标定（该温度范围以下称为标定温度范围），也就是说，该热继电器的失效温度点是-5℃和+40℃。如果该热继电器100使用在例如-25℃或者+60℃的环境温度下，则由于环境温度变化对上述主双金属片200的变形影响比较大，因此上述热继电器100的补偿装置将不能正确地进行工作。也就是说，即便将旋钮600转动到期望的标记位置，但是也无法保证该热继电器的脱扣距离与主双金属片的变形量相适应。

为了解决这个问题，本发明的发明人通过研究，提出了一种热继电器的温度补偿方法。

参照图4，图4示出了根据本发明的热继电器温度补偿方法，该温度补偿方法可以在热继电器在上述温度范围之外的温度下工作时对热继电器的脱扣距离进行调节，由此保证热继电器可以在该温度下正常工作。

首先，在步骤1中，通过主双金属片200的性能参数，可以得到环境温度发生单位变化时，脱扣距离的变化量a，这个变化量通常是由于主双金属片随着温度变化而发生相对位移所致。通常，该主双金属片200的性能参数主要是由该主双金属片的构成材料、形状等决定，而环境温度通常以摄氏度为标记，但是也可以采用其他单位制。

在步骤2中，通过凸轮110的凸轮面的形状曲线，计算出凸轮每旋转单位角度，例如1度，对脱扣距离影响系数b，即，参数b表示凸轮每旋转1度，脱扣距离的变化量。该脱扣距离影响系数b可以通过对凸轮110、传动杆120、主动杆400等的机构进行数学运算得到，也可以通过事先试验得出并记录。

在步骤3中，计算热继电器的预期使用环境温度与上述失效温度点中接近该预期使用环境温度的失效温度点之间的温度差x。

在步骤4中，根据下述公式（一）计算出凸轮补偿角度差c。

(x×a)/b=c公式（一）

最后，在步骤5，基于上述凸轮补偿角度差c，在将旋钮600上的箭头与预定标记对准之后，将旋钮沿着预定方向继续旋转该凸轮补偿角度差c。该预定方向可以这样确定，即，如果预期使用环境温度为低于标定温度范围（即，-5℃至+40℃）的温度，则该预定方向为使得脱扣距离减小的方向，而如果该预期使用环境温度为高于标定温度范围的温度，则该预定方向为使得脱扣距离增大的方向。

为了便于调节，可以在旋钮上标记一个额外箭头，如图3中空心箭头2和3所示，该空心箭头2和3分别对应于预期使用环境温度为-25摄氏度和+60摄氏度。该空心箭头2与实心箭头1之间所夹的圆心角为利用上述方法算出的补偿角度差，由此，例如，在该热继电器要在环境温度为-25度下工作时，只需将该空心箭头2旋转到对应于额定电流的标记即可，由此，简化了调节操作。

上面详细描述了根据本发明的热继电器温度补偿方法，但是上述的描述仅仅是举例性的，而非对本发明的限制。例如，上述步骤的顺序可以变化，而不必完全遵照上面描述的顺序。另外，可以不计算环境温度每变化1度脱扣距离的变化量a，也可以直接通过试验或者计算来获得在热继电器预计工作温度下脱扣距离的变化量A，即，总变化量A，并且通过用这个总变化量除以每凸轮角度脱扣距离的变化量b来获得补偿角度c。这些都应落入本发明的保护范围内。

尽管上面参照本发明的优选实施方式具体描述了本发明，但是要理解的是，本发明并不局限于上面描述的实施方式，而是在不背离本发明的精髓的前提下，本领域技术人员可以做出各种修改和变化，而这些修改和变化都应落入所附权利要求及其等价物限定的范围内。

Claims (9)

1.一种热继电器的温度补偿方法，该热继电器包括主双金属片，该主双金属片在超过额定电流的电流通过时变形以触发热继电器的脱扣机构；补偿装置，该补偿装置调节所述热继电器的脱扣距离，以使得该脱扣距离与该热继电器的额定电流相适应，所述补偿装置包括补偿凸轮以及与所述补偿凸轮的转动相关联地调节热继电器的脱扣距离的机构，

其特征在于，该温度补偿方法包括如下步骤：

步骤一：计算由于环境温度超出标定温度范围变化而导致的脱扣距离的变化量a；

步骤二：计算调节补偿凸轮每旋转单位角度脱扣距离的变化量b；

步骤三：根据变化量a和变化量b计算补偿角度差c；以及

步骤四：沿预定方向旋转该补偿凸轮所述补偿角度差c。

2.如权利要求1所述的温度补偿方法，其特征在于，所述步骤一包括：

计算环境温度每变化1摄氏度，脱扣距离的变化量a；

计算热继电器的工作温度与热继电器的额定温度的失效温度点之间的温度差x；以及

通过将变化量a与温度差x相乘得到总变化量A。

3.如权利要求2所述的温度补偿方法，其特征在于，所述变化量a是基于主双金属片的性能参数而获得的，所述性能参数包括主双金属片的材料、形状、安装方式。

4.如权利要求2所述的温度补偿方法，其特征在于，所述变化量a是通过试验获得的。

5.如权利要求1至4中任一项所述的温度补偿方法，其特征在于，所述变化量b是根据补偿凸轮的机械设计值计算得出的。

6.如权利要求1至4中任一项所述的温度补偿方法，其特征在于，所述变化量b是通过试验获得的。

7.如权利要求1至4中任一项所述的温度补偿方法，其特征在于，所述预定方向是通过旋转补偿凸轮而消除所述环境温度变化导致脱扣距离的变化量的方向。

8.如权利要求7所述的温度补偿方法，其特征在于，在环境温度是低于所述热继电器的额定温度范围的温度时，该预定方向是使得所述脱扣距离减小的方向；而在环境温度是高于所述热继电器的额定温度范围的温度时，该预定方向是使得所述脱扣距离增大的方向。

9.如权利要求1至4中任一项所述的温度补偿方法，其特征在于，所述补偿凸轮由旋钮在热继电器的外侧旋转，所述旋钮上设置有箭头，通过旋转该旋钮使得该箭头与对应于额定电流的标记相对准来使得所述脱扣距离与所述额定电流相适应，所述步骤四包括：

在转动所述补偿凸轮的旋钮上标记另一箭头，该另一箭头与所述旋钮上的箭头之间的角度等于所述补偿角度差c；以及

旋转所述旋钮直到所述另一箭头与对应于额定电流的标记对齐。