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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Vorrichtung,
die zweckmäßigerweise
das Anfahren und den Schutz einer dynamoelektrischen Maschine unterstützt, sowie
insbesondere eine aus einer Motoranlaufvorrichtung und einem Motorschutzmodul
gebildete Kombination, die einen Motoranlaufhilfen-Ausschalter aufweist.
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Dynamoelektrische
Maschinen wie Elektromotoren enthalten gewöhnlich eine Anlauf- oder Hilfswicklung
(„Startwicklung") und eine Betriebswicklung
(„Laufwicklung"). Die Anlauf- oder
Hilfswicklung dient dazu, die Drehbewegung des Motorrotors zu initiieren.
Insbesondere kann das Magnetfeld, das in einem Widerstandspaltphasenmotor
durch die eine verhältnismäßig hohe
induktive Reaktanz aufweisende Anlauferwicklung erzeugt wird, bezüglich des
Feldes, das durch die eine vergleichsweise geringere induktive Reaktanz
aufweisende Betriebswicklung erzeugt wird, (sowohl physikalisch
als auch zeitlich) um etwa 30° phasenverschoben
sein. Wenn an den Betriebs- und Anlauferwicklungen Spannung anliegt,
bewirken die geometrische Beziehung und Zeitphasenbeziehung zwischen
den durch die Betriebs- und Anlaufwicklung erzeugten Magnetfeldern und
der Magnetisierung des Rotors, dass der Rotor aus dem Stillstand
heraus eine Drehbewegung beginnt. Sobald der Rotor ein ausreichend
großes Drehmoment
liefert, um seine normale Betriebsdrehzahl zu erreichen, wird die
Anlaufwicklung des Motorstromkreises "ausgeschaltet", so dass das durch die Anlaufwicklung
erzeugte zeitlich phasenverschobene geometrisch beabstandete Magnetfeld
den Motorbetrieb nicht beeinträchtigt.
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Anlauf-
und Betriebskondensatoren finden gelegentlich Verwendung in Motoren,
die zwei Kondensatoren bzw. Anlauf- und Betriebskondensatoren aufweisen,
um die durch die Betriebs- und Anlauf- oder Hilfswicklungen erzeugte
Zeit/Phasen-Beziehung zwischen den Magnetfeldern zu ändern. Ein
mit einer Anlauf- oder Hilfswicklung in Serie geschalteter Anlaufkondensator
bewirkt, dass das durch die Anlaufwicklung erzeugte Magnetfeld bezüglich dem
Betriebswicklungsfeld beispielsweise um etwa 90° (anstelle von etwa 30°) zeitlich
versetzt ist. Eine zeitliche Phasenverschiebung des Magnetfelds
der Anlaufwicklung von 90° bewirkt
im Vergleich zu einer zeitlichen Phasenverschiebung von 30° ein höheres Anlaufdrehmoment,
was in einigen Anwendungen erwünscht
ist.
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Anstatt
die Anlaufwicklung nach dem Erreichen eines ausreichenden Rotordrehmoments
auszuschalten, lässt
sich die Anlaufwicklung, falls mit der Anlaufwicklung ein Betriebskondensator
in Reihe geschaltet ist, nach einem Anlaufen des Motors außerdem als
Hilfslaufwicklung nutzen. Insbesondere verbleiben die Anlaufwicklung
und der Betriebskondensator in dem Motorstromkreis. Eine derartige
Konfiguration erlaubt eine Verbesserung des Wirkungsgrads und des
Leistungsfaktors des Motors.
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Ein
Motoranlaufschalter kann verwendet werden, um die Stromzufuhr und
-unterbrechung der Motoranlaufwicklung oder die Verbindung des Anlaufkondensators
mit einer Hilfswicklung zu steuern/regeln. Beispielsweise kann ein
Widerstand mit einem positiven Temperatur-Koeffizienten (PTCR = Positive
Temperature Coefficient Resistor) verwendet werden, um diese Schaltfunktion
durchzuführen. Solche
Vorrichtungen fanden bisher insbesondere in vielen Kompressormotoranwendung
Verwendung.
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Ein
typischer PTCR weist im kalten Zustand einen niedrigen Widerstand
auf, besitzt dagegen im heißen
Zustand einen außerordentlich
hohen Widerstand. Der PTCR ist beispielsweise mit der Anlaufwicklung
in Reihe geschaltet. Die Temperatur/Widerstandskennlinie des PTCR
ist so ausgewählt,
dass dieser einen hohen Widerstand aufweist, wenn der Motor seine
normale Betriebsdrehzahl erreicht. Eine derartige Konfiguration
ermöglicht
im Ergebnis, dass die Anlaufwicklung nach dem Anlaufen des Motors von
der Motorspannungsquelle im Wesentlichen getrennt ist. Selbstverständlich können im
Falle der Koppelung eines Betriebs- und/oder eines Anlaufkondensators
an den Elektromotor alternative elektrische Verbindungen zwischen
dem PTCR, der Anlaufwicklung und den Kondensatoren vorgenommen werden.
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Aufgrund
der Temperatur/Widerstandskennlinien bekannter PTCRs und der oben
erläuterten Umstände ist
es erforderlich, die hohe Temperatur des PTCR aufrecht zu erhalten,
um die Trennung der Anlaufwicklung von der Motorspannungsquelle
nach einem Anlaufen des Motors im Wesentlichen beizubehalten. Die
Aufrechterhaltung der hohen Temperatur des PTCR hat jedoch einen
Energieverbrauch zur Folge, der als Wärme verloren geht. Die "US-A-3 718 879" offenbart eine Einrichtung
zum Steuern des Stroms, der einer Motorbetriebswicklung und einer Motoranlaufwicklung
zugeführt
wird, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kombinationsmodul
für eine
Motorschutzeinrichtung und eine Motoranlaufvorrichtung zu schaffen,
die einen PTCR enthält,
jedoch vermeidet, dass eine hohe Temperatur des PTCRs aufrecht erhalten werden
muss, um nach dem Anlauf des Motors die weitgehende Trennung der
Motoranlaufwicklung von der Motorspannungsquelle beizubehalten.
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden durch einige Ausführungsformen
einer Vorrichtung erreicht, die in einem Ausführungsbeispiel eine aus Motoranlauf-
und Schutzmodul gebildete Kombination ist, die einen Motoranlaufwicklungsausschalter
für einen
Elektromotor enthält.
In dem einen Ausführungsbeispiel
enthält
die Motorschutzeinrichtung ein Heizelement und einen Bimetallschutzschalter,
die elektrisch in Reihe geschaltet und dazu eingerichtet sind, um
zwischen eine Spannungsquelle und die Motorwicklungen geschaltet
zu werden. Der Bimetallschutzschalter enthält ein feststehendes Kontaktstück, ein
bewegbares Kontaktstück
und ein Bimetallelement. Das Bimetallelement spricht auf Stromfluss
durch die Schutzeinheit an und regelt/steuert Bewegungen des bewegbaren
Kontaktstücks.
Das Heizelement ist in einer Wärmeübertragungsrelation
zu dem Bimetallelement angeordnet.
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In
einer Ausführungsform
ist die Motoranlaufvorrichtung ein Widerstand mit einem positiven Temperatur-Koeffizienten (PTCR),
der dazu eingerichtet ist, um mit der Motoranlaufwicklung in Reihe geschaltet
zu werden. Mit dem PTCR ist ein Bimetallausschalter elektrisch in
Reihe geschaltet. Der Bimetallausschalter enthält ein bewegliches elektrisch leitfähiges Element
und ein Bimetallelement, das eine Bewegung des beweglichen elektrisch
leitfähigen
Elements regelt/steuert. Das Bimetallelement des Ausschalters ist
in einer Wärmeübertragungsrelation
zu dem Heizelement der Motorschutzeinrichtung positioniert.
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Im
Betrieb weist der PTCR in kaltem Zustand einen niedrigen Widerstand
auf und der PTCR ermöglicht
anfänglich
einen ausreichend hohen Stromfluss durch die Motoranlaufwicklung,
so dass das Magnetfeld der Anlaufwicklung während der Anlaufperiode ein
gewünschtes
Anfahrdrehmoment bewirkt. Falls die Motoranlaufwicklung mit dem
PTCR in Reihe geschaltet ist, steigt der Widerstand des PTCR für den Stromfluss,
während
sich die Temperatur des PTCR in Antwort auf einen durch diesen fließenden Strom
bis zur Anomalie- oder Übergangstemperatur des
PTCR erhöht,
auf einen Wert, der im Wesentlichen zur Folge hat, dass die Anlaufwicklung
außer Kraft
gesetzt wird, so dass die Anlaufwicklung von der Betriebswicklung
elektrisch getrennt wird.
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Darüber hinaus
und mit Blick auf den Bimetallausschalter, "springt" das Bimetallelement, wenn dieses auf
die kalibrierte "Übergangs/Sprung"-Temperatur erwärmt ist,
und bewegt das bewegliche elektrisch leitfähige Element in einen Öffnungszustand.
In einem derartigen Öffnungszustand
ist die Motoranlaufwicklung stromlos und der PTCR ist vollständig von der
Spannungsquelle getrennt. Als Folge hiervon kühlt der PTCR ab und verbraucht
keinen Strom; dennoch bleibt die Motoranlaufwicklung von der Motorbetriebswicklung
getrennt, während
der Elektromotor weiter läuft.
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Solange
die von dem Heizelement stammende Wärme die Übergangstemperatur des Ausschalterbimetallelements
oder eine höhere
Temperatur für dieses
aufrecht erhält,
bleibt der Ausschalter in dem Öffnungszustand.
Wenn die Temperatur des Ausschalterbimetallelements unterhalb dessen Übergangstemperatur
fällt,
springt das Bimetallelement, d.h. bewegt das bewegliche elektrisch
leitfähige
Element zurück
in einen stromkreisschließenden
Zustand. Falls der PTCR ausreichend abgekühlt ist, liegt die Anlaufwicklung
wieder an Spannung.
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Durch
Ausnutzen der von dem Heizelement abgegebenen Wärme, verbraucht das Bimetallelement
des Ausschalters keinerlei Energie außer einer Energie, die ansonsten
ohnehin verloren gehen würde.
Folglich wird, obwohl die oben beschriebene Kombination aus einem
Motoranlauf- und Motorschutzmodul einen PTCR enthält, davon
ausgegangen, dass das Modul hinsichtlich seines Energieverbrauchs
effizienter ist als Module, die bedingen, dass für den PTCR eine hohe Temperatur
aufrecht erhalten werden muss, um eine weitgehende Trennung der
Motoranlaufwicklung von der Motorspannungsquelle nach einem Anlaufen
des Motors beizubehalten.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen
beschrieben:
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1 zeigt
ein Schaltkreisschema eines Motoranlauf- und Schutzschaltkreises, der einen
Betriebskondensator enthält.
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2 zeigt
ein Schaltkreisschema eines Motoranlauf- und Schutzschaltkreises mit einem Anlaufkondensator
und einem Betriebskondensator.
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1 zeigt
ein Schaltkreisschema einer Kombination aus Motoranlauf- und Schutzmodul 20, gekoppelt
an einen Elektromotor 22 und einen Betriebskondensator 24.
Der Elektromotor 22 enthält eine Betriebswicklung 26 und
eine Anlaufwicklung 28. Das Modul 20 enthält einen
Widerstand 30, der einen positiven Temperatur-Koeffizienten
aufweist (PTCR = positive temperature coefficient resistor), und
einen elektrisch in Reihe geschalteten Ausschalter 32.
Der nachstehend näher
erläuterte
PTCR 30 ist vorzugsweise ein PTCR der Scheibenbauart, beispielsweise
eine PTCR-Scheibe, wie sie von CeraMite, einem Unternehmen in Grafton,
Wisconsin, zu beziehen ist. Wie hinlänglich bekannt ist, erfüllt ein PTCR
im Allgemeinen die Funktion, in Reaktion auf einen durch diesen
fließenden
Strom seinen Widerstand im Wesentlichen als Funktion der Temperatur zu
erhöhen.
Der Ausschalter 32 ist als ein Schalter der Bimetallbauart
veranschaulicht, der ein bewegliches elektrisch leitfähiges Element 34 und
ein Bimetallelement 36 enthält. Ein derartiger Schalter
der Bimetallbauart ist im Handel bei Otter Controls, Limited, Hardwick
Square South, Buxton, Derbyshire, SKl7 6LA, England, erhältlich.
Beispielsweise kann das Element 36 ein Bimetallelement
sein, das nach einem schnappenden oder einem kriechenden Prinzip arbeitet.
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Das
Modul 20 enthält
ferner eine Schutzeinheit 38. Die Schutzeinheit 38 enthält ein Heizelement 40,
ein bewegbares Kontaktstück 42 und
ein feststehendes Kontaktstück 44.
Die Kontaktstücke 42 und 44 sind
in dem Schaltkreisschema als ein Schalter der Bimetallbauart veranschaulicht.
Insbesondere wird das bewegbare Kontaktstück 42 durch ein Bimetallelement
gesteuert, das auf einen über
die Kontaktstücke 42 und 44 fließenden Strom,
wie nachstehend näher
erläutert,
anspricht. Ein derartiger Bimetallschalter ist im Handel bei Otter
Controls, Limited, Hardwick Square South, Buxton, Derbyshire, SKI
7 6LA, England, erhältlich.
Das Heizelement 40 ist in Reihe geschaltet und steht mit
dem Schutzeinheitbimetallelement in thermischer Verbindung.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Schutzeinheit 38 zwischen
dem gemeinsamen Anschluss C der Motorwicklungen 26 und 28 und
einer Energiequelle in Reihe geschaltet. Der PTCR 30 und
der Ausschalter 32 sind parallel mit dem Betriebskondensator 24 geschaltet,
und der PTCR 30 und der Ausschalter 32 sind über die
Betriebs- und Anlaufwicklungen 26 und 28 verbunden.
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Im
Betrieb und im Falle eines "kalten" Anlaufs weist der
PTCR 30 eine Temperatur auf, die gut unterhalb der Anomalietemperatur
liegt, der Ausschalter 32 ist in seinem normalen stromkreisschließenden Zustand
und das bewegbare Kontaktstück 42 befindet
sich bezüglich
des feststehenden Kontaktstücks 44 der
Schutzeinheit 38 in seiner normalen stromkreisschließenden Stellung.
Der Strom wird von dem "+"-Pol aus über die
Schutzeinheit 38 dem gemeinsamen Anschluss C des Elektromo tors 22 zugeführt. Sowohl
an der Betriebs- als auch an der Anlaufwicklung 26 und 28 liegt
Spannung an.
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Im
Falle eines "Kalt"-Startzustands erlaubt der
PTCR 30 einen ausreichend hohen Stromfluss durch die Anlaufwicklung 28,
so dass das Magnetfeld der Anlaufwicklung 28 während der
Anlaufperiode ein gewünschtes
Anfahrdrehmoment hervorbringt. Weiter ist während der Anlaufperiode der
Widerstand des PTCR 30 ausreichend niedrig, so dass der
Betriebskondensator 24 von den Motorwicklungen 26 und 28 im
Wesentlichen elektrisch getrennt ist. Während der Betriebskondensator 24 im
Wesentlichen von den Wicklungen 26 und 28 getrennt
ist, weist das durch die Anlaufwicklung 28 erzeugte Magnetfeld
gegenüber
dem durch die Betriebswicklung 26 erzeugten Magnetfeld
beispielsweise eine zeitlich versetzte Phase von etwa 30° auf.
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Während die
Temperatur des PTCR 30 in Reaktion auf einen durch diesen
fließenden
Strom auf die Anomalie -oder Übergangstemperatur
ansteigt, erhöht
sich der Widerstand des PTCR 30 ebenfalls auf einen Wert,
der den PTCR 30 von der Anlaufwicklung 28 elektrisch
im Wesentlichen trennt. Der Widerstand des PTCR 30 wird
den durch diesen fließenden
Stromfluss nicht völlig
verhindern, sondern wird den Durchgang eines solchen Stromflusses
auf einen so geringen oder niedrige Wert drosseln oder begrenzen,
das der PTCR 30 weitgehend von der Anlaufwicklung 28 elektrisch
getrennt ist. Wenn der PTCR 30 von der Anlaufwicklung 28 weitgehend
getrennt ist, ist der Betriebskondensator 24 mit der Anlaufwicklung 28 weitgehend
verbunden. Unter solchen Bedingungen wirkt die Anlaufwicklung 28 als
eine Hilfshauptwicklung.
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Darüber hinaus
und mit Blick auf den Ausschalter 32" springt" das Bimetallelement 36 oder
bewegt sich, wenn dieses auf die kalibrierte "Übergangs/Sprung"-Temperatur erwärmt wird,
wodurch das bewegliche elektrisch leitfähige Element 34 veranlasst
wird, sich in den Kreisöffnungszustand
zu bewegen. Als Folge hiervon kühlt
der PTCR 30 ab und verbraucht keine Energie. Solange die
von dem Heizelement 40 stammende Wärme die Temperatur des Ausschalterbimetallelements 36 aufrecht
erhält
oder oberhalb dessen Übergangstemperatur
hält, bleibt der
Ausschalter 32 in dem Kreisöffnungszustand.
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Die
Schutzeinheit 38 ist so konfiguriert, das die Stromversorgung
für den
Elektromotor 22 unter normalen Anlauf- und Betriebsbedingungen
aufrecht erhalten bleibt. Die Schutzeinheit 38 bewirkt
jedoch, dass der Elektromotor 22 auf eine Fehlerbedingung hin,
beispielsweise bei einem mechanischen Blockieren des Rotors, einem
elektrischen Versagen der Betriebswicklung 26 oder der
Anlaufwicklung 28, bei einer Spannungsüberlastung oder bei hohen Temperaturen
der Kompressorschale und/oder Motorwicklung abgeschaltet wird. Beim
Auftreten einer derartigen Fehlerbedingung steigt die Temperatur
des Bimetallelements, und wenn diese Temperatur die kalibrierte "Übergangs"-Temperatur erreicht, "springt" oder bewegt sich
das Bimetallelement in seine zweite Stellung, wodurch das bewegbare
Kontaktstück 42 dazu veranlasst
wird, von dem feststehenden Kontaktstück 44 in einen Kreisöffnungszustand
abzurücken. In
einem derartigen Kreisöffnungszustand
ist der Strom für
die Motorwicklungen 26 und 28 unterbrochen.
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Um
die Motorwicklungen 26 und 28 wieder mit Strom
zu versorgen, müssen
das Schutzeinheitbimetallelement, das Heizelement 40, das
Ausschalterbimetallelement 36 und der PTCR 30 ausreichend kühl sein.
Das Schutzeinheitbimetallelement bewegt sich dann in seine erste
Stellung zurück,
wodurch das bewegbare Kontaktstück 42 veranlasst
wird, sich in einen mit dem feststehenden Kontaktstück 44 stromkreisschließenden Zustand
zurück
zu bewegen, und das Bimetallelement 36 bewegt sich in seine
Ruhestellung zurück,
so dass sich der Ausschalter 32 in dem stromkreisschließenden Zustand
befindet. Die Motorwicklungen 26 und 28 sind daher
wieder mit Strom versorgt und der Elektromotor 22 beginnt
seinen Betrieb wieder in dem Anlaufmodus. Falls die für den Fehler
ursächliche
Bedingung behoben ist, wird der Elektromotor 22 seinen
Betrieb fortsetzen. Falls allerdings eine derartige Bedingung nicht
korrigiert wurde, wird das Schutzeinheitbimetallelement wieder auf
die kalibrierte "Übergangs"-Temperatur erwärmt, und
das bewegbare Kontaktstück 42 wird
sich in seinen Kreisöffnungszustand
bewegen. Der Elektromotor 22 wird wieder stromlos.
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Es
sind selbstverständlich
viele Abwandlungen des in 1 veranschaulichten
Ausführungsbeispiels
möglich.
Beispielsweise könnte
der Betriebskondensator 24 und seine Schaltkreisverbindungen völlig weggelassen.
Der PTCR 30 und der Ausschalter 32 würden sich
dann in Reihe mit der Anlaufwicklung 28 geschaltet befinden.
Mit einer derartigen Konfiguration bewirkt der Stromwiderstand des PTCR 30,
dass die Anlaufwicklung 28, wenn die Temperatur des PTCR 30 auf
dessen Anomalie- oder Übergangstemperatur
ansteigt, weitgehend außer Kraft
gesetzt ist, so dass die Anlaufwicklung 28 von der Betriebswicklung 26 elektrisch
getrennt ist. Darüber
hinaus "springt" oder bewegt sich
das Bimetallelement 36, wenn dieses auf die kalibrierte "Übergangs"-Temperatur erwärmt wird, mit der Folge, dass sich
das bewegliche elektrisch leitfähige
Element 34 in den Kreisöffnungszustand
bewegt. Als Folge hiervon kühlt
der PTCR 30 ab und verbraucht keine Energie. Solange die
von dem Heizelement 40 stammende Wärme die Temperatur des Ausschalterbimetallelements 36 aufrecht
erhält
oder oberhalb dessen Übergangstemperatur
hält, bleibt
der Ausschalter 32 in dem Kreisöffnungszustand, und die Anlaufwicklung 28 ist
von der Betriebswicklung 26 elektrisch getrennt.
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Eine
weitere Konfiguration einer Kombination von Motoranlaufvorrichtung
und Schutzmodul 20 ist in 2 veranschaulicht.
In dem Schaltkreisschema von 2 ist ein
Anlaufkondensator 46 vorgesehen. Im Speziellen ist der
Anlaufkondensator 46 mit dem Ausschalter 32 und
dem PTCR 30 in Reihe geschaltet. Der Betrieb des Ausführungsbeispiels
in 2 gleicht im Wesentlichen dem Betrieb des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels,
mit dem Unterschied, dass der Anlaufkondensator 46 vorhanden ist
und dass dieser während
der Anlaufperiode mit der Anlaufwicklung 28 elektrisch
verbunden ist. Als Folge hiervon, und zwar während der Anlaufperiode, ist
das durch die Anlaufwicklung 28 erzeugte Magnetfeld gegenüber dem
durch die Betriebswicklung 26 erzeugten Magnetfeld beispielsweise
um etwa 90° anstelle
von 30° zeitlich
phasenverschoben.
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Wenn
die Temperatur des PTCR 30 die Anomalie- oder Übergangstemperatur
erreicht, schaltet der PTCR 30 den Anlaufkondensator 46 weitgehend ab
oder setzt diesen im Wesentlichen außer Kraft. Darüber hinaus "springt" das Bimetallelement 36 oder
bewegt sich, wenn dieses auf die kalibrierte "Übergangs/Sprung"-Temperatur erwärmt wird,
wodurch das bewegliche elektrisch leitfähige Element 34 in
den Kreisöffnungszustand
bewegt wird. Als Folge hiervon kühlt
der PTCR 30 ab und verbraucht keine Energie. Solange die
von dem Heizelement 40 stammende Wärme die Temperatur des Ausschalterbimetallelements 36 aufrecht
erhält
oder oberhalb dessen Übergangstemperatur
hält, bleibt
der Ausschalter 32 in dem Kreisöffnungszustand, und die Anlaufwicklung 28 ist
von der Betriebswicklung 26 elektrisch getrennt.
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Das
in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel könnte dahingehend
modifiziert werden, dass der Betriebskondensator 24 und
seine Schaltkreisverbindungen eliminiert sind. Im Falle einer derartigen
Konfiguration ist der Anlaufkondensator 46 der einzige externe
Kondensator. Der Betrieb einer derartigen Konfiguration gleicht
im Wesentlichen dem Betrieb, wie er oben im Zusammenhang mit dem
Anlaufkondensator 46 beschrieben ist. Der Betriebskondensator 24 und
seine zugeordneten Wirkungen sind eliminiert. Insbesondere ist die
Anlaufwicklung 28, im Falle eines wegegelassenen Betriebskondensators 24, im
Wesentlichen von der Betriebswicklung 26 getrennt, wenn
der PTCR 30 seine Sprung- oder Anomalietemperatur erreicht.
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Der
PTCR 30 ist geeignet ausgewählt, um eine minimale Abmessung
aufzuweisen, die Widerstand/Strom/Spannungs- Bedingungen genügt, um die Abkühlrate des
PTCR 30 zu optimieren. Ein Beispiel für Betriebsdaten des PTCR 30 ist
nachstehend dargelegt:
Kaltwiderstand: 5 Ohm bis 15 Ohm, 180
Volt Wechselspannung, 12 A
Maximale Curie-Temperatur 125 °C
Widerstand
bei 25° C
5,5 Ohm
Lebensdauer: 550.000 Anläufe (Minimum)
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Ein
PTCR, der den oben erwähnten
Betriebsdaten genügt,
sollte die Anlaufwicklung während
des Anlaufen des Motors im Falle eines Kaltstarts in weniger als
0,75 – 1,0
Sekunden bei 8,0 Ampere effektiv unterbrechen oder außer Kraft
setzen, und in dem Fall, dass der Strom ausgeschaltet wird, innerhalb
von 80 Sekunden zurücksetzen.
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Was
den Ausschalter 32 betrifft, wird die Temperatur, bei der
das Bimetallelement 36"springt" oder sich bewegt,
basierend auf Motorstrom- und Anwendungsbedingungen so ausgewählt, dass
das Element 36 in einen Kreisöffnungszustand springt/übergeht,
nachdem der PTCR 30 seine vom Normalen abweichende (Anomalie-)
Temperatur erreicht hat, jedoch bevor die Schutzeinheit 38 in
einen stromkreisunterbrechenden Zustand übergeht. Für die Schutzeinheit 38 wird
die Temperatur, bei der das Bimetallelement "springt" oder sich bewegt, basierend auf Motorstrom-
und Anwendungsbedingungen so ausgewählt, dass die Motorwicklungstemperatur auf
einer Temperatur gehalten wird, die geringer ist als die durch den
Kompressormotorhersteller spezifizierte maximale Temperatur. Darüber hinaus
würde der
Schalter 32 im Falle seines Versagens vorzugsweise in einer
Bedingung eines geschlossenen Stromkreises ausfallen.
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Für die Schutzeinheit 38 sollten
das Bimetallelement und die Kontaktstücke eine minimal Belastungslebensdauer
von etwa 20.000 Betätigungszyklen
aufweisen. Solche Komponenten sollten außerdem eine ausreichende Lebensdauer
aufweisen, um unter tatsächlichen
Bedingungen eines Kompressors mit blockiertem Rotor eine Zeitspanne
von 30 Tagen standzuhalten. Die oben erwähnten Eigenschaften können selbstverständlich von
Anwendung zu Anwendung variieren.
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Die "Übergangs"-Temperatur der Schutzeinheit 38 liegt
vorzugsweise im Bereich von ±10 °C einer nominalen
Kalibrierung, die auf einem Kompressortest basiert. Die Rücksetztemperatur
der Schutzeinheit 38 liegt vorzugsweise im Bereich von ±15 °C eines spezifizierten
Nennwerts. Die Rücksetztemperatur
der Schutzeinheit 38 ist vorzugsweise nicht geringer als
55 °C, um
zu gewährleisten,
dass die Schutzeinheit 38 unter sämtlichen Anwendungsbedingungen
in der Lage ist zurückzusetzen.
Beispielsweise könnte
die Übergangstemperatur
des Bimetallelements 130 °C
und die Rücksetztemperatur
70 °C betragen.
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Viele
unterschiedliche Veränderungen
und Modifikationen des Moduls 20 kommen in Betracht. Beispielsweise
könnte
die Schutzeinheit 38 eine von zahllosen unterschiedlichen
sonstigen Schaltern oder Abschaltsteuerungen enthalten. Außerdem könnten anstelle
des PTCR 30 vielfältige
andere Motoranlaufschalter verwendet werden.
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Was
das Gehäuse
für das
Modul 20 betrifft, wird in Erwägung gezogen, dass viele unterschiedliche
Gehäusetypen
verwendet werden könnten.
Eines von derartigen Gehäusen
wird beispielsweise in GB-A-2 301 714 beschrieben. Das in der oben
erwähnten
Patentanmeldung beschriebene Gehäuse würde dahingehend
abgewandelt werden, dass ausreichend Raum für den Ausschalter 32 vorgesehen ist,
und dass der Ausschalter 32 sich in einer Wärmeübertragungsrelation
gegenüber
dem Heizelement 40 befindet.
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Das
oben beschriebene Modul 20 betreffend, wird das Bimetallelement 36 des
Ausschalters 32 durch das Heizelement 40 erwärmt, und
solange der Elektromotor 22 läuft, ist der Ausschalter 32 "ausgeschaltet" und bleibt in dem
Kreisöffnungszustand
und die Anlaufwicklung 28 ist von der Betriebswicklung 26 elektrisch
getrennt. Obwohl die oben beschriebene Kombination einer Motoranlaufvorrichtung
und eines Schutzmoduls den PTCR 30 enthält, ist daher die Bedingung
der Aufrechterhaltung einer hohen Temperatur für den PTCR 30, um eine weitgehende
Trennung der Motoranlaufwicklung 28 von der Motorspannungsquelle
nach einem Anlaufen des Motors aufrecht zu erhalten, weitgehend
eliminiert.