CN1452199A - 安装在电磁线圈中的热控开关的保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及安装在电磁线圈中的热控开关的保护装置，该装配到电磁线圈的保护性装置，用来防止对装配到电磁线圈中绕组下方的热保护开关的任何损坏。在一个优选实施例中，在线圈制作工艺之后是封装步骤。最佳的是，所述装置包括一个形状与所述热控开关的形状相对应、并且紧密装配所述热控开关和所连接的导线的保护罩。
Description
发明领域
本发明涉及对热控开关装置的保护，以便在绕组期间保护电磁线圈中的绕组。优选的是，随后封装本发明的电磁线圈。
背景技术
在随后的说明书以及权利要求书中，除非本文另有需要，术语“包括”或者其变型应被理解为表示一个整体或一个步骤或者一组整体或步骤的组成部分。
本说明书中任何对现有技术的描述并不、也不应当被认为是已经承认这种现有技术已经在澳大利亚为广泛熟知或成为本领域的公知常识。
根据电气标准的基本要求，使用在电动机和其它电气设备中的电磁线圈需要被保护，以便在正常操作以及电气设备或其负载发生故障时不受温度过度升高的影响。线圈温度过高会造成线圈或其部件的损坏，并能导致火灾或电击的危险。常用的、防止这种过高温度的线圈保护方法是在靠近绕组的位置处安装一个封装的小型快动热敏开关。在温度明显低于相对绕组的危险温度时选择这种开关，以便开启电路，并使该开关与绕组串联，以便在开启开关时确保电绝缘。
在电磁线圈中连接和安装该热控开关的一种方法如Hangmann等人的US6326879所述。在该US6326879专利中，电磁线圈卷绕在一塑料线圈架，并将用来形成线圈磁路的铁心片插入该线圈架中。为保护电磁线圈免受高温的影响，在线圈外部放置一热保护开关，并利用例如粘结剂将该开关保持到位。该热保护开关与线圈绕组串联，以便在该热保护开关操作时中断电流。
Hangmann所述的热保护开关的设置对于常见构造类型的线圈和电动机是令人满意的，由此线圈和铁心片组件或者可以在一主壳体内的自由空气中操作，或者可以由一个密封配合的包装物所封装。然而，在一些应用中要求所述制成的线圈和电动机必须在一个不利的环境内运作。尤其是，在例如一个加湿器或蒸发空气冷却器中线圈和铁心片会接触水滴或喷雾的环境下，尤其希望能防止任何水分接触到线圈和电动机的内部。在这种应用中，通常的实践是用塑料材料封装线圈的绕组。实现这种封装的一种方法是在注塑工具空腔内将卷绕的线圈放置在线圈架上，利用高压注射的热塑性材料填充线圈和注塑工具之间的空间。这种方法会使电磁线圈被密封封装，这样就不会被在正常情况下可能进入电动机或线圈的水汽所影响。
上述封装过程使注塑成型空腔中的整个空间承受较高的流体静压力和温度。如果对US6326879所述的线圈和热保护开关进行上述操作，所述热保护开关无疑会由于挤压的流体静压力和在注射热塑性塑料时直接接触该熔融热塑性塑料而永久受损。
如果在线圈卷绕到线圈架之前，将热保护开关放置到塑料线圈架上，或者是塑料线圈架内形成的一空腔空间中，就能减小压力和温度的极限值。在该构造中，热保护开关将不会承受相比在位于线圈外部的传统位置时由于在熔融热塑料和热控开关之间的线圈的热阻和热惰性而受到的高温。但是，热控开关仍然会在注射热塑料时受到流体静压力，而且已经在生产试验阶段发现该流体静压力会对很大比例的开关造成永久损坏。所述热控开关同样会由于线圈在卷绕时卷绕到线圈架上方的开关的任何突出部上方，而受到挤压作用力。这种目前市场上可获得的热控开关的内部构造依赖于连接在开关外套的、过中心的双金属弹簧。当承受较高的流体静压力或者来自线圈绕组的挤压作用力时，开关的外套会变形，从而导致开关温度和绕组操作的显著变化。这种损坏通常是永久性的，并会造成所生产的电磁线圈成为废弃品。此外，因为热控开关是安装在线圈绕组中的法定安全装置，所以其在线圈过热情况下的有效和可靠操作不能有任何问题。
发明内容
本发明的一个目的就是防止在生产时任何对装配到电磁线圈中的保护开关的损坏，其中所述开关安装在线圈架和电磁线圈的绕组之间。
本发明在一方面提供了一种装配到电磁线圈的保护性装置，用来防止对装配到电磁线圈中绕组下方的热保护开关的任何损坏。在一个优选实施例中，在线圈制作工艺之后是封装步骤。最佳的是，所述装置包括一个形状与所述热控开关的形状相对应、并且紧密装配所述热控开关和所连接的导线的保护罩。
本发明在另一方面提供了一种制作具有热保护开关的电磁线圈的方法，包括：
将所述开关定位在所述线圈的线圈架上；
为所述开关覆盖一保护罩，该保护罩适于抵抗线圈绕组卷绕在线圈架上时所施加的作用力、以及在线圈安放到线圈架后封装该线圈所施加的温度和压力，这样就保护所述热保护开关免受制作该电磁线圈时所带来的作用力和温度；
将线圈绕组应用到已装配有开关和保护罩的线圈架上。
附图描述
以下借助附图利用一个实施例更详细地描述本发明。所述附图包括：
图1为一个小型同步永磁体电机和电磁线圈的分解示意图，其中一个线圈装配有根据本发明一个实施例的热控开关；
图1a为图1中组合好的电机的等比示意图；
图2为图1中线圈架的等比示意图，其中该线圈架上卷绕有线盘，并且安置到位的热控开关位于线圈架内形成的一个凹口内；
图3为图1中塑料线圈架的等比示意图，其中保护罩位于热控开关上，并且铁心叠片插过塑料线圈架；
图4为线圈绕组位于塑料线圈架上的等比示意图；
图5为图1a的放大示意图；
图6为图5中线圈、处于原位置的热控开关和保护罩的横截面图；以及
图6a为图6中圆圈区域的放大示意图。
具体实施方式
图1示出一个使用在小型交流同步电机10中的电磁线圈。本申请通常只描述电磁线圈可能使用的电动机类型，而本领域的普通技术人员应当知道该线圈会有很多应用。这些应用包括螺线管传动器、继电器电磁线圈等，这些应用需要在线圈或其控制器失灵针对温度的保护措施。所示电动机10的构造首先是线圈架24，热保护开关14即放置在线圈架形状内形成的空腔26中的线圈架24中。随后将作为本发明课题的保护罩16放置到位，覆盖住热控开关14。随后将线卷12卷绕在线圈架上。在卷绕过程中，热控开关14可能会承受挤压通常处于张力状态下的线卷12所引起的相当的应力。保护罩16通过承受来自绕组线卷的挤压载荷并防止该载荷到达热控开关14而提供了保护措施，使其免受该应力的影响。
在卷绕步骤之后，将线圈架组件上的绕组插入一个热塑料注塑工具中，注射熔融的热塑料材料，以便填充绕组组件周围的空腔空间。这就导致封装材料18完全密封住电绕组，并防止水分偶然进入有电部件。在热塑料的注射过程中，注塑工具腔体内部承受高温高压，通常情况下会损坏热保护装置14。而由于将保护罩16紧密装配在热控开关14上，并在该保护罩16和热控开关14之间留有一个很小的间隙20(如图6所示)，因此阻止了任何高压和高温热塑料到达热控开关14。将封装的线圈和线圈架组件装配在电动机叠片22上，就获得了电动机组件。在所示泵的应用情况下，随后将电动机装配到塑料模塑物(plastic moulding)28上，该塑料模塑物将密封同步电机的旋转元件。
图2示出带有放置到位的保护性热控开关14的线圈架24。为了辅助装配热控开关，通常在线圈架的模塑物(moulding)内成型有一个凹陷部26，以确保热控开关定位得尽可能靠近线圈，但又不会明显凸出，否则会使开关在卷绕线圈时受到过大的挤压作用力。需要这种定位是为了确保热控开关尽可能准确地响应线圈的温度。成为线圈架24模塑物一部分的肋状件25在热控开关14上引导绕组线，同时使该绕组线尽可能靠近热控开关14。
在图3中，保护罩16在热控开关14上装配到位，保护罩16的形状被设计成紧密配合热控开关的形状，同时又确保该保护罩16在到位时实际上不会接触所述热控开关14的关键部分。留有一个小的间隙很关键，这样能确保来自绕组和热塑料注射的作用力远离热控开关14。最好是弯曲保护罩16靠近绕组线一面的表面，以便增大对卷绕作用力和注射压力的抵抗力。最好的是，保护罩16部分的材料性能和厚度使得保护罩16的最终弯曲在绕线和注射热塑料过程中不会导致在生产时保护罩16和热控开关14的关键部件的接触。最好的是，保护罩16能由非导电材料制成，并且最好的是，该非导电材料是可注塑成型的塑料。最好的是，保护罩16的材料在注塑成型过程时其承受的注塑成型温度下具有充分的机械强度，以便在保护罩16和热控开关14不产生接触的情况下抵抗模制压力。
图4和图5示出制作线圈时的生产步骤。图4中，线圈12已经卷绕到线圈架14上、以及热控开关14及其保护罩16的上方，该热控开关14和保护罩16由于在线圈12下方而观察不到。所述线圈12完全覆盖住线圈14及其保护罩16，以便确保热控开关响应线圈温度，同时受到其它环境的最小影响。在图5中，热封装材料18已经通过注塑成型添加到线圈架和线圈上方。该线圈现在相对外部环境被完全密封住。
图6示出线圈绕组12和热控开关14的横截面图。热开关14和保护罩16的设置细节在插图6a中被详细示出。所述保护罩16被成形成为热控开关14提供紧密装配，以便在保护罩16的基体接触线圈架24时使间隙20尽可能小。被模制成线圈架24的一部分的肋状件25以及保护罩16的组合用来在保护罩16的上方引导线圈12绕线，同时保持绕组线和保护罩之间的物理接触。线圈12的绕线在缠绕时的张力会导致在保护罩16外表面上产生相当大的作用力。在封装材料18的注塑成型过程中，所有内部部件都会受到流体静温度和压力。保护罩16密封热控开关，免受这些高压的影响，从而保护热控开关14不受可能的挤压和机械损坏。在保护罩16和热控开关14之间的小间隙20允许保护罩16在线圈绕线施加的载荷以及流体静压力下弯曲，并且不与热控开关14接触。应当知道保护罩16面向线圈12的弯曲形状提高了保护罩16在承受卷绕和注塑成型作用力和压力时的强度。
应当了解到，在不脱离本发明精神和范围的情况下，本领域的技术人员有可能为如上所述本发明的特定实施例作出另外的实施例和变型。因此，这些实施例应被认为是示例性的，而非限制性的。
Claims (11)
1.一种制作具有热保护开关的电磁线圈的方法，包括：
将所述开关定位在所述线圈的线圈架上；
为所述开关覆盖一保护罩，该保护罩适于抵抗线圈绕组卷绕在线圈架上时所施加的作用力、以及在制作该线圈时所施加的其它作用力和温度，由此来保护所述热保护开关的关键部件免受制作该电磁线圈时的损坏；
将线圈绕组应用到已装配有开关和保护罩的线圈架上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括封装上述获得的电磁线圈的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：上述开关定位在上述线圈架内的一个凹陷部或凹槽内。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：上述凹槽或凹陷部由若干设置在线圈架上的平行肋状件限定出。
5.如上述权利要求中任一所述的方法，其特征在于：上述保护罩具有一外部末端，该外部末端在实际覆盖住开关时明显设在线圈架的邻近外周边上，其中所述保护罩在线圈绕组缠绕在线圈架上后不与上述开关的关键性操作部件压力接触。
6.一种具有热保护开关的电磁线圈，其中该热保护开关设置在位于该线圈的线圈架上的一个保护罩下方，所述缠绕在线圈架上的线圈绕组横跨所述保护罩并且将该保护罩保持定位在上述开关的上方。
7.如权利要求6所述的电磁线圈，其特征在于：上述线圈被封装。
8.如权利要求7所述的电磁线圈，其特征在于：上述线圈被热塑性材料封装。
9.如权利要求6-8任一所述的电磁线圈，其特征在于：上述保护罩的外表面被成形为可抵抗所施加压力下的变型。
10.一种基本如所附附图描述的具有热保护开关的电磁线圈。
11.一种基本如所附附图描述的制作具有热保护开关的电磁线圈的方法。
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