DE2909952A1 - Sicherheits- und kontrollvorrichtung fuer kompressoranlagen von kaeltemaschinen - Google Patents

Description

Zertan S. Coop., Estella (Navarra), Spanien

Sicherheits- und Kontrollvorrichtung für Kompressoranlagen von Kältemaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine

thermoamperxmetrische Schutzvorrichtung, die als Sicherheits- und Kontrollelement in Kältemaschinen Anwendung findet , welche in einem einzigen Block ein Temperatur-Umformelement und eine automatische Sequenz-Schaltvorrichtung ±"ür die Anlaufwicklung des Kompressormotors enthält, wobei dieser Block

in die Speiseleitung des Motors geschaltet und an des-

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sen Wand durch Anpassung an elxy Mutterteil oder eineⁿⁱ vorgesehenen Stecker befestigt und hauptsächlich für die Kontrolle der Arbeitsbedingungen der Kompressoranlage bestimmt ist, um die schädlichen Auswirkungen einer überinässigen, unvorhergesehenen Temperaturerhöhung zu vermeiden und die Anlage gleichzeitig gegen elektrische Überlastungen zu schützen«

Die Notwendigkeit einer solchen Vorrichtung ist vollkommen gerechtfertigt, denn wenn die Netzspannung z.B. ausgesprochen tief ist, ist das drehmoment für den Anlauf des Motors nicht ausreichend, wodurch er einem hohen Kurzschluss-Strom ausgesetzt wird. Sie ist auch dann nützlich, wenn sich der Motor bei normalem Betrieb zu stark erhitzt. Wenn der Kompressor und das Schmieröl sehr kalt sind oder der Ver dunst er bei warmem ViTet— ter sehr heiss ist, ist der Motor ausserdem in den ersten Drehungen überlastet.

Andererseits ist bekannt, dass die Kompressoren, hauptsächlich die Kolbenkompressoren, bei der Inbetriebnahme ein beachtenswertes Drehmoment brauchen, das bei asynchronen Motoren durch besondere Hilfselemente erreicht wird. Je nach leistung der Kühlanlage benötigt man für die Inbetriebsetzung des Motokompressors ein Drehmoment, das 1,5 bis k mal grosser ist als das des normalen Betriebes. Die liier beschriebene Vorrichtung ist besonders für Anlagert mittlerer Leistung , hauptsächlich für Kühlschränke für den Haushalt, geeignet, kann aber auch die Vorrichtungen ersetzen, die für grössere Anlagen stärkerer Leistung eingesetzt werden»

Um zu erreichen, dass bei Stillstand des Rotors ein Drehmagnetfeld erscheint, welches den Anlauf des Motors ermöglicht, besteht die bisher gebräuchlichste Vorrichtung mi;;

ORiGJNAL /WSPECTED

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Hilfskupferdrahtwicklung, bei der der Kupferdraht abwe-chselnd in entgegengesetzter dichtung auf einen Kern gewickelt wird, wodurch man eine hohe Widerstandsf ähxglceit und die geringstmögliche Induktion erzielt« Der strom dieser Wicklung läuft dem Strom der Haupt— oder Arbeitswicklung um 90^ß voraus, was zum Erscheinen des gewünschten iJrehmagnetfeldes führt.Für eine geeignete Funktionsweise der erwähnten Vorrichtung ist es von wesentlicher .Bedeutung, dass die Hilfswicklung nur beim Anlauf angeschlossen ist, denn andernfalls käme es zu einer Überlastung und zur Ausschaltung derselben durch einen Schalter, der durch Zentrifugalkraft oder ein Relais betätigt wird, welches bei Erreichen der Nenngeschwindigkeit wirkt.

ßei Anlagen höherer Leistung werden Kondensat ormot or eri eingesetzt, die dadurch gekennzeichnet sind, dass ein oder mehrere Kondensatoren an den Leiter der hilfswicklung so angeschlossen werden, dass der Strom in dieser >'icklung den der Hauptwicklung viel mehr voreilt und ein noch stärkeres Magnetfeld entwickelt wird.

Am häufigsten wurde bisher in den Anlangen mittlerer Leistung ein Relais zur automatischen Abschaltung der Hilfswicklung oder Anlaufwicklung eingesetzt. In diesem Fall läuft die gesamte Stromstärke in einem ersten Sekundonbruchteil sofort nach der Schaltung durch die 11 uptwicklung bis zum Relais, welches nach seiner "etätigung den Stromdurchfluss durch die Anlaufwicklung bestimmt, deren Widerstand geringer ist, wobei in der Hauptwicklung eine Reststärke verbleibt; bei der Zunahme des Widerstandes in der Anlaufwicklung nimmt die Umlaufstromstärke ab, und da das lielais nicht den erforderlichen Strom erh_alt, um die Kontakte geschlossen zu halten, fallen diese durch die Schwerkraft herab, öffnen dabei den .Stromkreis und unterbrechen den Betrieb der Anlaufwicklung.

Der Einsatz der Relais wirft jedoch zahlreiche Probleme auf, da sie bewegliche Teile enthalten, zwischen denen Reibungen entstehen und eventuell auch xilockierungen auftreten , was eine Gefahr für die Erhaltung der Funktionselemente darstellt, die in einer sehr genauen Stellung eingebaut werden müssen, um ihre Kontakte durch schwerkraft zu betätigen, und die zu-

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weilen auch Relais mit elastischer Rückstellung benötigen, die teurer sind.

liit der Vorrichtung gemäss der Erfindung werden die vorstehend erwähnten Probleme sehr wirkungsvoll gelöst, wahrend ihr Einsatz geringere Einzelkosten , eine Materialeinsparung (hauptsächlich Kupferdraht in der AnlaufwicJklningJ, einen leichteren Einbau und eine viel höhere Reaktionsgeschwindigkeit ermöglicht, wodurch die Vorrichtung ihre Kon— trollfunktionen genauer durchführt«

liei dieser Vorrichtung sind in einem Monoblocl^ein Kontakt-Temperaturwandler schneller Auslösung, sowie ein Z_apfen zwischen der Anlauf .- und der Arbeitswicklung angeschlossen, wobei der erste aus einer doppelmetallischen Scheibe besteht, die etwa die l'orm einer Kugelschale hat und von einer zentralen Achse gehalten wird· Sie sitzt über den beiden "winkelformit voneinander entfernten, an die -Speiseleitung zum Motor * geschalteten Kontakte in der weise, dass sie sich in einer ihrer aktiven Stellungen auf diesen Kontakten abstützt, den Kreis schliesst und den lietrieb der Kompressoranlage ermöglicht. An ihrem unteren ^nde ist sie mit einem lleizwider stand verbunden, wodurch sich die Scheibe wie ein temper βΐτιτβιηρίindisches lilement verhält und bei einem bestimmten Särmeniveau mit grosser Geschwindigkeit ihre konkave in eine konvexe Krümmung ändert, sowie die unvorhergesehenen Temperaturanstiege und auch die Stromstärkenüberlastungen registriert, die ein Erwärmen des genannten HilfsWiderstandes und demzufolge eine Kreisöffnung hervorrufen.

Zwischen der Arbeits- und der Anlaufwicklung befindet sich ein Zapfen, der aus einem quaderförraigen gesinterten Materialteil besteht. Dieses Klement verhält sich dermassen, dass es kurz nach dem Stromdurchlauf aufgrund der hervorgerufenen Erwärmung einen praktisch unendlichen Widerstand bietet. Andererseits hat der Zapfen bei Raumtemperatur einen je nach der gewählten Type variablen festen widerstand. Es wird deshalb angenommen, dass kein so hoher Widerstand in der Hilfs- oder Anlaufwicklung erforderlich ist. In der wicklung können Spiralen weggelassen werden, während das Drehmagnetfeld ebenso wirksam geschaffen wird.

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Durch die Verwendung dieses Elementes läu^t der gesamte, zum Motor gelangende .str<~>-n praktisch vom ersten Augenblick an durch die Anlauf wicklung, da ihr 'widerstand zusammen mit dem des Elementes wesentlich, geringer als der der liauptwicklung ist» ^lvach einer kurzen Zeit wird durch die Zunahme des Widerstandes im Zapfen aufgrund der Erwärmung durch den itromdurchlauf die Unmöglichkeit der Stromzirkulation durch diese Anlaufwicklung bestimmt und ein Übergang zur Arbeitswicklung veranlasst.

Was den Einsatz des Relais anbetrifft, bietet der Zapfen neben den vorstehend beschriebenen Vorteilen eine viel schnellere Reaktion, eine grössere Sicherheit, da es sich um ein statisches element handelt, praktisch den Durchlauf des gesamten Stromes und - während einer tieferen ^eriode, den Durchlauf durch die Hilfswicklung, was folglich zu einer Stromeinsparung und zu einer leichteren und unabhängigeren Ausführung in einer bestimmten Stellung führt.

Auch im Zusammenhang mit den Kondensatormotoren stellt der Zapfen einen Vorteil dar, da Probleme wie die möglichen Durchbohrungen der Kondensatoren nicht aufgeworfen, geringere Einzelkosten und eine bessere Anpassungsfähigkeit an die jeweilige Kühlanlage erzielt werden, weil nicht für jeden Einzelfall eine besondere Ausführungsform des Elementes gefordert wird - wie es bei den kondensatoren der Fall ist-_#

Die Integrierung des Wandlereleraentes und des Zapfens in einem einzigen Hlock, der direkt an einen in der Wand des Motokorapressors vorgesehenen stecker angeschlossen wird, erleichtert in hohem Masse den Einbau und ein Auswechseln der Einheit· weiterhin werden die Verbindungen zwischen dem Wandler und dem Abschaltelement und die Netzanschlüsse vermieden.

Zur besseren Erläuterung der Werkmale des hier beschriebenen Gegenstandes wird dieser "*β Schreibung ein einziges Zeichnungsblatt beigefügt, welches folgende Figuren zeigt:

Figur 1 zeigt die Kontroll- und Sicherheitsvorrichtung gemäss dieser Beschreibung. Man sieht den Wonoblock-Körper -1- mit einer doppelmetallischen Scheibe -2-, den Kontakten -3- und -4-, den Netzanschluss, die Leit-

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brücke -5-1 die den kontakt -4- mit einer der den Zapfen -6- haltenden ^eitlamellen verbindet, den Kontakt — 7— des Zapfenelenientes₍ den Kontakt —8—, der die doppeltnetallische scheibe -2- mit einer Warze -10- zur lagerung in der -^t eckerkupp lung des fiotokompressors, zusammen mit den Warzen -11- und -12- der jeweiligen kontakte -7- und -4- und das Luftloch —9— zur Lüftung des .-Sapfens —6—,

Kigur 2 zeigt ein Schaltschema zwischen den Elementen der beschriebenen Vorrichtung und dein fiotokompressor. '•'an sieht die "etzanschlusskontakte — 3— und —4—, die doppelmetallische scheibe -2-, die annähernd kugelschalenförmig ausgebildet wird, die Anlaufwicklung -13- und die Arbeitswicklung -Ik- , dazwischen die V/arzen -10-, -11- und -12-, l'unkte -β¹-, -7'- und -4·-, den Zapfen -6- zwischen diesen Wicklungen -13- und -14-, bzw. zwischen den Punkten -4'- und -7'-.

Figur 3 zeigt schliesslich in einer Frontansicht den Zapfen —6—, der zwischen den Lamellen —15— und l6— gehalten wird, <1ie eltistisch sind und von den Kontakten -5- und -7- ausgehen.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims (3)

1. C ίΟ - 3

   Zertan, Sociedad Cooperativa Industrial 2903952

   Calle San Veremundo, ESTELLA (Navarra), Spanien

   Patentansprüche:

   Sicherheits- und Kontrollvorrichtung für Kompressoranlagen von Kältemaschinen, gekennzeichnet durch einen Kontakt-Temperaturwandler, der aus einer kugelschalenförmig ausgebildeten Bimetall-Scheibe (2) besteht, die von einem vertikalen, zentrierten Zapfen gehalten wird und sich in einer ihrer beiden aktiven Stellungen mit ihrem Körper auf zwei lamellenförmigen, winklig um 9 0 verschobenen Kontakten (3,8) aufstützt, die in die Speiseleitung des Motors geschaltet sind, wobei diese Scheibe (2) mit einem Heizwiderstand in Reihe geschaltet ist und außerdem ein in Reihe mit einer Anlaufwicklung (13) und parallel zu einer Arbeitswicklung (14) des Motors geschaltetes Sequenzschaltelement (6) vorgesehen ist, das nach dem Einschalten aufgrund seiner Erwärmung nach einiger Zeit den Stromfluß durch die Anlaufwicklung (13) blockiert.
2. 2. Sicherheits- und Kontrollvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Sequenzschaltelement aus einem quaderförmigen Zapfen (6) aus gesintertem Material besteht, der zwischen zwei gebogenen, elastischen Leitlamellen (15,16) gehalten ist, die mit zwei an die; jeweiligen Wicklungen (13,14) angeschlossenen Kontakten (5,7) verbunden sind.
3. 3. Sicherheits- und Kontrollvorrichtung gemäß den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt-Temperaturwandler (2) und das Sequenzschaltelement ( 6) in einem Monoblock (1) untergebracht sind und die Lamellen (15,16) des Zapfens (6) und die Verbindung der Bimetall-Scheibe (2) vertikale Warzen (10,11,12) aus einem leitenden Material aufweisen, um die Einheit direkt in eine in der Wand des Moto kompressors vorgesehene Steckerkupplung zu stecken.

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