DE2658108C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlaß- und Schutzvorrichtung zum Anschließen an die eine Hauptwicklung und eine Anlaß­ wicklung enthaltende Wicklungsschaltung eines Elektro­ motors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Üblicherweise werden elektromechanische Relais zum Starten solcher Motore und Motorschutzvorrichtungen vorgesehen, die eine Zerstörung des Motors verhindern, falls ein Fehler auftritt. In den US-Patentschriften 30 99 732, 31 68 661 und 32 48 627 sind Vorrichtungen beschrieben, in denen die Relais- und Schutzfunktionen in einer einzigen Baueinheit kombiniert sind. Eine solche Baueinheit vereinfacht das einfache und kostengünstige Anbauen an Motoren, mit denen sie verbunden werden sollen, und sie gewährleisten, daß die Motore richtig geschützt sind. Die Schutzvorrichtungen in solchen Kombinationsbaueinheiten enthalten typischerweise ein Bimetallelement, das vom Motorstrom durchflossen ist. Dieses Element kann Stellungen mit offenen Kontakten und mit geschlossenen Kontakten abhängig von seiner Tempe­ ratur annehmen. Damit ein Schutz gegen alle Arten von Fehlerzuständen gewährleistet wird, muß die Schutzvor­ richtung sowohl auf die Motortemperatur als auch auf den Motorstrom ansprechen. Gemäß den oben erwähnten Patent­ schriften ist dafür gesorgt, daß entweder die Schutz­ vorrichtung thermisch von der Relaisvorrichtung getrennt ist, damit diese Vorrichtungen unabhängig voneinander arbeiten und eine vom Relais erzeugte Wärme die Eichung der Schutzvorrichtung nicht nachteilig beeinflußt, oder daß nach der US-Patentschrift 32 48 627 die Schutz­ vorrichtung eng thermisch mit der Relaisspule gekoppelt ist, so daß diese Spule als eine zu den Motorwicklungen analoge Einrichtung wirken kann. Das bedeutet, daß die Spule vom gleichen Strom wie die Hauptwicklung durch­ flossen ist, so daß die ohmsche Verlustwärme (I²R- Wärme) in der Relaisspule direkt proportional zur ohmschen Verlustwärme in der Hauptwicklung erzeugt wird. Diese Lösung ist in ihrer Wirksamkeit einge­ schränkt, da die Wärmekapazität des Motors wesentlich größer als die des Relais ist.

Kürzlich ist eine wirtschaftlichere und zuverlässigere Möglichkeit zum Anlassen von Motoren mit Anlaßhilfs­ phase entwickelt worden, bei dem ein mit der Anlaß­ wicklung gekoppeltes Material mit positivem Temperatur­ koefizient (PTC-Material) verwendet wird. Beim anfäng­ lichen Erregen des PTC-Materials befindet es sich im kalten niederohmigen Zustand, so daß es das Fließen eines relativ großen Stroms durch die Anlaßwicklung erlaubt. Wenn der Motor seine Laufdrehzahl erreicht, erwärmt sich das PTC-Material und geht in den hoch­ ohmigen Zustand über, der die Anlaßwicklung in wirk­ samer Weise außer Betrieb setzt. Ein Beispiel einer solchen Anlaßvorrichtung ist in der britischen Patent­ schrift 10 42 126 beschrieben. Für einen Schutz des Motors wird bei diesem System durch getrennte Maßnahmen gesorgt. Wie bei den Kombinationsbaueinheiten mit einem elektromagnetischen Relais und einer Schutzvorrichtung wäre es wünschenswert, die Anlaß- und Schutzfunktionen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit in derselben Vorrich­ tung zu vereinigen. Ferner ist es wünschenswert, wenn die Motorschutzvorrichtung die Temperatur des Kompressor­ gehäuses abtastet, da die Gehäusetemperatur ein Anzeichen für die Innentemperatur des Kompressors ist. Die Schutz­ vorrichtung kann der Gehäusetemperatur genauer folgen, wenn sie nicht den den Kompressor umgebenden Luftströmen ausgesetzt ist. Das allgemein zum Abdecken der Anschlüsse der Schutz- und Anlaßvorrichtung verwendete Gehäuse trägt zur Abschirmung der Schutzvorrichtung gegen diese Luft­ ströme bei. Wenn die Schutzvorrichtung jedoch so am Motorgehäuse befestigt ist, wie in den oben genannten Patentschriften gezeigt ist, dann ergeben sich andere Schwierigkeiten insbesondere bei der Anwendung bei einem Kompressor. Beim Normalbetrieb eines Kühlschrankkompressors ist zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter ein hoher Differenzdruck vorhanden. Wenn der Kompressor abgeschaltet wird, wird eine gewisse Zeitdauer für den Ausgleich der Drücke benötigt, so daß das zum Drehen der Pumpe er­ forderliche Drehmoment auf einen Wert absinkt, der niedriger als das Anlaßdrehmoment des Motors ist. Bei vielen Haushaltskühlschränken liegt diese Zeitdauer in der Größenordnung einer halben Minute bis zu fünf Minu­ ten. Wenn ein erneutes Anlassen zu früh nach dem Ab­ schalten bei noch zu hohem Differenzdruck versucht wird, dann verhält sich der Motor so, als habe er einen blockierten Rotor, und es kann ein Durchbrennen der Wicklung auftreten, wenn kein wirksamer Schutz vorge­ sehen ist. Wenn der Rotor blockiert ist, ist die Temperatur­ anstiegsgeschwindigkeit der Motorwicklung viel zu schnell, um eine merkliche Temperaturerhöhung des Motorgehäuses hervorzurufen, ehe die Temperatur der Motorwicklung über­ mäßig hoch wird; ein Schutz, der ausschließlich auf das Abtasten der Gehäusetemperatur beruht, ist daher unbrauchbar. Ein Anlaßversuch bei blockiertem Rotor führt dazu, daß zur Entwicklung des zum Überwinden der Startbelastung notwendigen Drehmoments ein ungewöhnlich hoher Strom fließt. Wenn das Motorgehäuse beim Blockieren des Rotors relativ kühl ist, kann die Schutzvorrichtung oft zyklisch tätig werden, ehe das Gehäuse ausreichend erwärmt wird und somit zur Wirksamkeit der Schutzvorrichtung durch Absenken ihrer Einschaltzeit und Erhöhen ihrer Auschalt­ zeit beiträgt.

Es ist daher erwünscht, die Abschaltzeit der Schutz­ vorrichtung zu erhöhen. Dies könnte durch Herabsetzen ihrer Rückstelltemperatur bewirkt werden, jedoch ist dies aus mehreren Gründen unerwünscht. Eine zu weit abgesenkte Rückstelltemperatur könnte bewirken, daß die Schutzvor­ richtung zulange abgeschaltet bleibt, wenn die Gehäuse- und Umgebungstemperaturen hoch sind, wie es nach einer Laufüberlastung der Fall ist, die die Schutzvorrichtung zum Ansprechen veranlaßt hat. Außerdem wird die Lebens­ dauer einer Motorschutzscheibe mit der Differenz zwischen der Auslösetemperatur und der Rücktelltemperatur verkürzt. Eine von der Schutzvorrichtung thermisch isolierte Befestigung des PTC-Anlassers, wie sie in den US- Patentschriften 30 99 732 und 31 68 661 beschrieben ist, beseitigt dieses Problem nicht. Da andrerseits das PTC-Element in der Anlaßvorrichtung innerhalb weniger Millisekunden eine relativ konstante Temperatur erreicht, ist seine Verwendung als Analogwicklung in der in der US-Patentschrift 32 48 627 beschriebenen Weise nicht möglich.

Aus der DE-OS 22 24 110 ist eine Anlaß- und Schutzvor­ richtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der das Element im Anlaßabschnitt, das die Anlaßwicklung nach dem Anlassen des Motors unwirksam macht, ein Bi­ metallstreifen ist, der sich aufgrund der Eigenerwärmung und der Wärmezufuhr durch ein zusätzliches Heizelement verbiegt, sobald nach Beginn der Stromzufuhr der Motor seine Betriebsdrehzahl erreicht hat, woraufhin dann die Anlaßwicklung abgetrennt wird. Tritt ein Überlastungs­ fall ein, steigt der durch die Hauptwicklung fließende Strom, der auch durch das mit dieser Wicklung in Serie geschaltete Heizelement und durch ein thermostatisches Glied fließt, stark an, so daß aufgrund der daraus resultierenden Erwärmung das thermostatische Glied eine Stellung einnimmt, in der ein Unterbrecherkontakt ge­ öffnet wird, der die Stromzufuhr zum Motor abtrennt.

Bei der bekannten Vorrichtung kann der Motor unmittelbar nach dem Zeitpunkt wieder in Betrieb gesetzt werden, nach dem das thermostatische Glied in seine ursprüngliche Lage zurückgekehrt ist, in der der Unterbrecherkontakt geschlossen ist. Da das thermostatische Glied auf eine Überlastung schnell ansprechen soll, darf es nur eine geringe Wärmekapazität haben, da es andernfalls zu lange dauern würde, bis es auf seine Betätigungstemperatur erwärmt würde. Dies bedeutet aber andererseits auch, daß es sich nach der Stromunterbrechung relativ schnell wieder abkühlt, so daß der Motor demzufolge auch kurz nach der Abschaltung wieder in Betrieb gesetzt werden kann. In dem in der Beschreibung geschilderten Fall, daß es sich beim Elektromotor um den Kompressorantriebs­ motor eines Kühlaggregats handelt, liegen unmittelbar nach dem Abschalten des Motors Druckverhältnisse im Kühlsystem vor, die zu Beschädigungen des Antriebsmotors führen können, wenn er unmittelbar nach dem Abschalten wieder inBetrieb gesetzt wird, da das zum Drehen des Kompressors erforderliche Drehmoment an diesem Zeitpunkt wesentlich höher ist als das Anlaßdrehmoment des Motors, so daß er sich so verhalten würde, als habe er einen blockierenden Rotor. Dies könnte aber unter Umständen zu einem Durchbrennen des Motors führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anlaß- und Schutzvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art insbesondere für die Verwendung bei Kompressoren dahingehend weiterzuent­ wickeln, daß durch Verlängerung der Ausschaltphase der Elektromotor zuverlässig gegen Durchbrennen geschützt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufge­ führten Merkmale gelöst.

Das PTC-Widerstandselement, welches mit dem thermo­ statischen Glied thermisch gekoppelt ist, erwärmt sich fast augenblicklich auf seine Betriebstemperatur, wenn Energie zugeführt wird, so daß es einen Wärmespeicher bildet, der dem thermostatischen Glied Wärme zuführt, wenn die Energie abgeschaltet wird, so daß die Abschalt­ zeit des thermostatischen Glieds erhöht wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispiels­ halber erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer kombinierten Anlaß- und Schutzvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1, wobei der Anlaßabschnitt in einem Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung von Fig. 1, wobei der Schutzabschnitt in einem Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der Vorrichtung von Fig. 1 bei Verwendung mit einem Motor mit Hilfsanlaßphase, und

Fig. 5 ein dem Schaltbild von Fig. 4 ähnliches Schalt­ bild einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung.

In den verschiedenen Ansichten der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete Motorschutz- und Motoranlaß-Baueinheit 10 dargestellt, die aus einem Schutzvorrichtungsabschnitt 12 und einem Anlaßvorrichtungsabschnitt 14 besteht. Wie in Fig. 3 am besten zu erkennen ist, enthält die Schutzvorrichtung 14 einen elektrisch und thermisch leitenden Gehäusebecher 16 aus einem geeigneten Material wie kohlenstoffarmem Stahl mit einer Deckwand und nach unten ragenden Seitenwänden 18, die eine Ausnehmung bilden. Am freien Ende der Seitenwand 18 ist längs des Umfangs ein nach außen ragender Flansch 20 angeformt. An zwei gegenüberliegenden Seiten ist ein Ansatzabschnitt 22 vorgesehen, der so umgebogen ist, daß er einen Deckel 24 einklemmt. Zwischen dem Gehäuse­ becher 16 und dem Deckel 24 befindet sich eine elektrisch isolierende Dichtung 26, die den Deckel 24 elektrisch vom Gehäusebecher 16 trennt. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Dichtung 26 um die gegenüberliegenden Ränder des Deckels 24 gefaltet. Mit dem Gehäusebecher 16 ist durch Schweißen oder mittels anderer geeigneter Maßnahmen eine Anschlußklemme 28 elektrisch verbunden, die zu einer An­ schlußbuchse 30 (Fig. 1) geformt ist, die in einer Linie mit weiteren, unten noch zu erläuternden Anschlußbuchsen aus dem Relais 14 verläuft. Eine weitere Anschlußklemme 32 in der Art eines Bajonettverschlusses ist elektrisch durch Schweißen mit dem Deckel 24 verbunden.

Mittels Schweißen ist an der Deckwand des Gehäusebechers 16 ein stationäres Kontaktteil 34 befestigt, das aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise aus Silber hergestellt ist. Ein bewegliches Kontaktteil 36, das vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Kontaktteil 34 besteht, ist so angebrcht, daß es mit dem stationären Kontaktteil 34 in Eingriff gebracht und wieder von diesem getrennt werden kann. Das bewegliche Kontaktteil 36 ist mittels Schweißen oder auf andere Weise an einem Ende eines auf Wärmeeinwirkung ansprechen­ den Bimetallglieds 38 befestigt, das beispielsweise aus einem schalenförmigen Glied besteht, das eine Metall­ schicht mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und aus einer weiteren Metallschicht mit relativ hohem Wärme­ ausdehnungskoeffizienten besteht, so daß es beim Erwärmen und Abkühlen zwischen einer ersten Form, in der die Kontakt­ teile 34 und 36 nach Fig. 3 in Eingriff stehen, und einer zweiten Form, in der die Kontaktteile 34 und 36 nicht in Eingriff stehen, umschnappt.

Das dem Kontaktteil 36 gegenüberliegende Ende des Bimetall­ glieds 38 ist auslegerartig mit einem flachen Heizelement verschweißt. Ein Schweißpfropfen 42 wird zweckmäßiger­ weise dazu verwendet, das Bimetallglied 38 an einem Ende des Heizelements 40 in geringem Abstand von diesem zu halten. In dem Heizelement 40 ist eine Vertiefung 44 ge­ bildet, die als Anschlag für das Bimetallglied 38 wirkt. Das Heizelement 40 besteht aus einem Material mit aus­ gewählter elektrischer Leitfähigkeit, so daß es in Ab­ hängigkeit vom Hindurchfließen eines ausgewählten Stroms eine vorbestimmte Wärmemenge erzeugt. Beispielsweise kann das Heizelement 40 aus einem steifen, kaltgewalzten Stahl bestehen, damit es stabil ist und ausgewählte elektrische Heizeigenschaften hat.

Im Deckel 24 sind zwei eingedrückte Bereiche gebildet, wobei der Bereich 48 als Befestigung für das Heizelement 40 dient, mit dem er durch Schweißen verbunden ist. Der eingedrückte Bereich 46 dient dazu, das befestigte Ende des Bimetallglieds an einer gewünschten Stelle bezüglich des stationären Kontaktteils 34 zu halten. Die Dichtung ist mit einem Ausschnitt versehen, durch den sich der eingedrückte Bereich 48 des Deckels 24 erstreckt.

Die Schutzvorrichtung 12 wird dadurch geeicht, daß der Gehäusebecher 16 am stationären Kontaktteil 34 gebogen wird, bis die gewünschte Kraft auf das bewegliche Kontaktteil 36 ausgeübt wird. Das freie Ende des Heiz­ elements 40 ist räumlich nahe dem eingedrückten Ab­ schnitt 46 des Deckels 24 angebracht, der von der Dichtung 26 bedeckt ist. Dies erleichtert die Eichung, da das befestigte Ende des Bimetallglieds 38 an einer Bewegung gehindert wird, während der Gehäusebecher 16 gebogen wird.

Der Relais- oder Anlaßvorrichtungsabschnitt 14 enthält ein allgemein becherförmiges Gehäuse 50 mit einer Ober­ seite und nach unten ragenden Seitenwänden 52, die einen Hohlraum bilden, der an einem Ende offen ist und eine sich um das offene Ende erstreckende Nut 54 aufweist. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, ist der Gehäuserand vorzugsweise mit einem geschützten Abschnitt versehen, der mittels der Schlitze 56 und 58 angegeben ist. Vor­ zugsweise weist das Gehäuse eine zusätzlichhe Wand 60 auf, die von der Gehäuseoberseite im Abstand von dem ge­ schlitzten Gehäuseabschnitt nach unten ragt. Das Gehäuse 50 ist aus einem elektrisch isolierenden dielektrischen Ma­ terial gebildet; es besteht vorzugsweise aus einem relativ steifen Material wie einem thermoplastischen Polyester oder dergleichen.

Im Gehäuse 50 ist eine erste, aus elektrisch leitendem Metall bestehende Anschlußklemme 62 angebracht, die vor­ zugsweise aus einem steif federnden Material wie plattierter Phosphorbronze, Berylliumkupfer, Stahl oder dergleichen hergestellt ist. Wie zu erkennen ist, weist diese erste Anschlußklemme vorzugsweise einen Platten­ abschnitt 64 auf, auf dem mehrere Vorsprünge 66 gebildet sind; ferner ist die erste Anschlußklemme mit angeformten Federschenkeln 68 versehen, die vom Plattenabschnitt 64 aus nach oben ragen und federnd an der Gehäuseoberseite anliegen. Die erste Anschlußklemme weist einen Anschluß­ teil 70 auf, der sich durch die Gehäuseseitenwand er­ streckt. Vorzugsweise ist der Anschlußabschnitt 70 einstückig mit dem Plattenabschnitt der Anschlußklemme verbunden, und er hat die Form einer Metallbüchse mit ausgewählter Länge, die mittels eines Zwischenverbindungs­ teils 72 mit dem Plattenabschnitt 64 verbunden ist und mit einem Schlitz 74 versehen ist; ein Ende 76 der Büchse steht dabei in Eingriff mit der zusätzlichen Wand 60 des Gehäuses, so daß die Anschlußklemme seitlich inner­ halb des Gehäuses festgelegt wird, wobei die Büchse durch den Schlitz 68 in der Gehäuseseitenwand ragt.

In dem Gehäusehohlraum ist auch ein Widerstandselement 78 angebracht. Vorzugsweise besteht das Widerstandselement 78 aus einem Keramikmaterial, beispielsweise aus einem mit Lanthan dotierten Bariumtitanat mit positivem Wider­ standstemperaturkoeffizient. Vorzugsweise heizt sich das ausgewählte Material selbst auf, wenn ein elektrischer Strom durch das Widerstandsmaterial geleitet wird, und es zeigt einen scharfen und sehr großen Anstieg des elektrischen Widerstandes, wenn es auf eine aus­ gewählte Temperatur erhitzt ist, damit der durch das Material fließende Strom auf einen sehr niedrigen Wert herabgesetzt und die Aufheizung des Widerstandsmaterials ungefähr auf den ausgewählten Temperaturwert begrenzt wird. Wie gezeigt ist, ist das Widerstandselement 78 vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet, und zur Verein­ fachung der elektrischen Kontaktierung des Widerstands­ elements weist es Kontaktflächen 80 und 82 auf, die durch Metallisieren oder auf andere herkömmliche Weise gebildet sind. Die Kontaktfläche 82 des Widerstands­ elements ist auf den Vorsprüngen 66 der ersten Anschluß­ klemme 62 in elektrischem Kontakt mit dieser Klemme angebracht.

Die Festkörper-Anlaßvorrichtung 14 enthält ferner eine zweite elektrisch leitende Metallanschlußklemme 84. Die zweite Anschlußklemme 84 weist einen Plattenabschnitt 86 auf, der auf der Gehäusenut 54 nach Fig. 2 aufliegt, damit das offene Ende des Gehäuses verschlossen wird. Wie gezeigt ist, sind auf den Plattenabschnitt 86 mehrere Vorsprünge 88 gebildet, die die Kontaktfläche 80 des Widerstandselements 78 elektrisch kontaktieren. Die zweite Anschlußklemme weist ebenfalls einen Anschlußabschnitt 90 auf, der vorzugsweise in Form einer mit einem Schlitz 92 versehenen Metallbüch­ se ausgebildet ist, die durch Schweißen oder auf andere Weise mit dem Plattenabschnitt 86 verbunden ist und durch den Gehäuseschlitz 56 ragt; ferner weist der Anchluß­ abschnitt 90 ein Ende auf, auf das die zusätzliche Wand 60 des Gehäuses einwirkt, damit die zweite Anschlußklemme bezüglich des Gehäuses festgelegt werden kann. Insbe­ sondere in Fig. 1 ist zu erkennen, daß die zweite An­ schlußklemme 84 einen nach unten umgebogenen Flansch 94 aufweist, der mit einer oder mit mehreren Klingenanschlüs­ sen 96 versehen ist, die von dem Flanschbereich unterhalb des Plattenabschnitts der Anschlußklemme 84 nach unten ragen.

Das PTC-Element versucht die Lufttemperatur innerhalb des Gehäuses zu stabilisieren, was zu dem Ergebnis führt, daß die Schutzvorrichtung die Kompressorwärme auf Grund ihres Anliegens am Kompressorgehäuse und ihre elektrischen Verbindungen mit dem Sockel besser abtasten kann. Der Motorschutzvorrichtungsabschnitt 12 ist am Anlaßvor­ richtungsabschnitt 14 so befestigt, daß ein vorgewählter Wärmeübertragungsweg 98 zwischen dem PTC-Heizelement 78 und dem thermostatischen Bimetallglied 38 besteht. Da sich das PTC-Heizelement fast augenblicklich auf seine Betriebstemperatur aufheizt, wenn es eingeschaltet wird, dient es als Wärmespeicher, der dem thermostatischen Bimetallglied 38 der Schutzvorrichtung Wärme liefert, wenn die Energie abgeschaltet wird, wobei auf diese Weise die Abschaltzeit der Schutzvorrichtung verlängert wird. Bei einem Heizelement 78 mit einer Masse von 5,8 g ergibt ein Wärmewiderstand zwischen etwa 5 bis 9°C/Watt zwischen dem Heizelement 78 und dem Gehäusebecher 16 der Schutzvorrichtung eine befriedigende Rückstellzeit. Vorzugsweise sollte der Wärmewiderstand etwa 7°C/Watt betragen, was zu einer Rückstellzeit im Bereich zwischen etwa einer halben Minute und 3 Minuten führt, bei der sich die Kompressordrücke ausreichend ausgleichen können, damit ein erneutes Anlassen möglich ist, und es ergibt sich dabei eine ausreichend lange Abschaltzeit zur Vermeidung der oben erwähnten schädlichen Folgen. Es ist zu erkennen, daß der Wärmewiderstand zwischen dem Heiz­ element 78 und dem thermostatischen Bimetallglied 38 in einfacher Weise durch Dazwischenfügen von ausgewählten Wärmeleitern eingestellt werden kann.

Die in der Zeichnung dargestellte spezielle Konstruktion hat mit dem oben erwähnten Heizelement 78 mit einer Masse von 5,8 g eine Wärmekapazität von 2,87 Ws/°C, und das Gehäuse 50 hat eine Wärmekapazität von 2,6 Ws/°C. Die Wärmekapazitäten der verschiedenen Elemente können zur Erzielung eines optimalen Verhaltens für einen bestimmten Kompressor verändert werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung des Wärmeüber­ tragungswegs 98 zwischen dem Heizelement 78 und dem thermostatischen Bimetallglied 38 besteht darin, einen Vergleich mit der Änderung der Abschaltzeit des thermostatischen Bimetallglieds 38 anzustellen, wenn der Wärmewiderstand des Übertragungs­ wegs 98 gegen den Wert Unendlich geht, d. h., wenn die PTC-Anlaßvorrichtung thermisch von der Schutzvorrichtung isoliert ist, wie in den oben erwähnten US-Patent­ schriften 30 99 732 und 31 68 661 beschrieben ist, wobei der Vergleich bei blockiertem Rotor angestellt ist. Im Vergleich mit dem gleichen Heizelement und der gleichen Schutzvorrichtung mit einem dazwischen angeordneten Wärmewiderstand mit dem Wert Unendlich steigt die Ab­ schaltzeitdauer auf Grund der Erfindung zwischen 50 und 300% an. Außerdem werden im stabilen Betriebszustand des Kompressors der Wärmewiderstand des Übertragungswegs 98 und die Wärmekapazität des Heizelements 78 so eingestellt, daß der Anstieg der effektiven Umgebungstemperatur in der Nähe des thermostatischen Bimetallglieds 38 nicht weniger als 10°C und nicht mehr als 60°C beträgt.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei Möglichkeiten dargestellt, wie die kombinierte Motorschutz- und Motoranlaß-Baueinheit 10 bei einem typischen Motor mit Anlaßhilfsphase verwendet werden kann, der eine Anlaßwicklung SW und eine Haupt­ wicklung MW aufweist. Wie Fig. 4 zeigt, ist die Leitung L 2 an die Anschlußklemme 96, an eine Seite des PTC-Heiz­ elements 78 und an die Hauptwicklungsklemme 84 ange­ schlossen. Die andere Seite des PTC-Heizelements 78 ist mit der Anschlußklemme 62 der Anlaßwicklung ver­ bunden. Die anderen Enden der Wicklungen sind an die Klemme 30 des Schutzvorrichtungsabschnitts 12 ange­ schlossen. Die Leitung L 1 ist mit der Klemme 32 des Schutzvorrichtungsabschnitts 12 verbunden. Bei anfäng­ lichem Einschalten des PTC-Heizelements 78 hat dieses die Temperatur der Umgebung, so daß es einen relativ niedrigen Widerstandswert aufweist. Durch beide Wick­ lungen MW und SW kann Strom fließen, bis die auf Grund der ohmschen Verlustwärme auftretende Aufheizung im PTC-Element 78 dessen Temperatur über seinen Anomalie­ punkt ansteigen läßt, über dem sein Widerstand plötzlich auf einen hohen Wert ansteigt, der die Anlaßwicklung SW wirksam abschaltet. Durch das Hauptwicklungs-Bimetall­ glied 38 und das Heizelement 40 fließt weiterhin Strom. Das Heizelement 40 ist nicht immer notwendig, doch wird es allgemein angewendet, da es günstig ist, die Schutzvorrichtung stromempfindlich zu machen. Sollte eine Überlastung eintreten, beispielsweise durch einen blockierten Rotor, einen Überstrom usw., dann bewegt sich das thermostatische Bimetallgerät 38 in seine Form mit offenem Kontakt, so daß der Motor abgeschaltet wird. Mit Ausnahme einiger Millisekunden während des Anlassens, wenn sich das PTC-Heizelement 78 auf einer unter seinem Anomaliepunkt liegenden Temperatur befindet, wird das Heizelement auf einer relativ hohen und konstanten Temperatur gehalten. Da die Masse des Heizelements 78 beträchtlich ist, bildet es einen Wärmespeicher. Wenn die Versorgungsenergie von der Schaltung abgetrennt wird, (d. h., wenn die Kontaktteile 34 und 36 getrennt werden), fließt aus diesem Wärmespeicher über dem Wärme­ übertragungsweg 98 Wärme zum Bimetallglied 38 , so daß dieses für eine verlängerte Zeitdauer über seiner Rückstell­ temperatur gehalten wird, wobei es in der Form mit offenem Kontakt für eine gegebene Zeitperiode gehalten wird, in deren Verlauf sich der Motor abkühlen kann, während sich die Kompressordrücke ausgleichen können. Diese Zeitdauer liegt in der Größenordnung von 0,5 bis 3 Minuten oder mehr, wenn der Zustand mit blockiertem Rotor weiterhin vorliegt.

Claims (8)

1. Anlaß- und Schutzvorrichtung zum Anschließen an die eine Hauptwicklung und eine Anlaßwicklung enthaltende Wicklungsschaltung eines Elektromotors, mit einem Anlaß- Abschnitt, der in einem Gehäuse angebracht ist, das An­ schlüsse zum Herstellen der Verbindung mit dem Elektro­ motor und mit einer Energiequelle aufweist, einem Element in dem Anlaßabschnitt, das die Anlaßwicklung nach dem An­ lassen des Elektromotors unwirksam macht, einem Schutzab­ schnitt, der in dem Gehäuse mit den Anschlüssen in Ver­ bindung stehende Kontaktteile und ein thermostatisches Glied enthält, das abhängig von der Temperatur, der es ausgesetzt ist, in einem betätigten Zustand die kontakt­ teile voneinander trennt und dabei die Stromzufuhr zur Wicklungsschaltung unterbricht oder in einem nicht betä­ tigten Zustand miteinander in Verbindung bringt und dabei die Stromzufuhr zu der Wicklungsschaltung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das die Anlaßwicklung (SW) nach dem Anlassen des Elektromotors unwirksam machende Element im Anlaßabschnitt ein PTC-Widerstandselement (78) ist, das mit dem thermostatischen Glied (38) mit vorge­ wähltem Wärmewiderstand thermisch gekoppelt ist und dadurch die von ihm abgegebene Wärme zur Betätigung und zur Verzögerung der Rückkehr des thermostatischen Glieds (38) in den nicht betätigten Zustand beiträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatische Glied (38) ein mit Schnappwirkung ausgestattetes Bimetallglied ist, das einen freien End­ abschnitt aufweist, auf dem eines der Kontaktteile (36) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmewiderstand ungefähr zwischen 5 und 9°C/Watt liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmewiderstand etwa 7°C/Watt beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse ein Heizele­ ment (40) angebracht ist, das mit dem thermostatischen Glied (38) thermisch gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (40) mit dem thermostatischen Glied (38) in Serie geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heizelement (40) räumlich zwischen das thermostatische Glied (38) und das PTC-Widerstandselement (78) eingefügt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatische Glied (38) und das PTC-Widerstandselement (78) in Serie geschaltet sind.