MXPA98009152A - Motor electrico medios para prevenir la sobrecarga termica - Google Patents

Abstract

Se presentan un aparato y método para la protección contra las condiciones de sobrecarga en motores eléctricos. El motor eléctrico incluye cuando menos un arrollamiento, un suministro de energía para energizar el arrollamiento de la bobina, y medios de control para controlar la energía suministrada al arrollamiento de bobina. El medio de control incluye medios de interrupción térmicos, preferentemente interruptores metálicos, arreglados en comunicación térmica con el arrollamiento de bobina de modo que los medios interruptores térmicos pueden sensar rápida y exactamente cambios en la temperatura del arrollamiento de bobina.Los medios interruptores térmicos también están aislados eléctricamente de los arrollamientos de bobina (esto es, la corriente de línea a los arrollamientos no pasa a través de los medios interruptores térmicos) para de esa manera permitir una reducción sustancial en el tamaño y masa de los medios de interrupción térmicos. El método de la presente invención provee protección contra la sobrecarga térmica en los motores eléctricos al colocar medios interruptores térmicos en comunicación térmica con cuando menos un arrollamiento de bobina del motor eléctrico y aislar eléctricamente los medios interruptores térmicos de todos los arrollamientos de bobina del motor eléctrico.

Description

MOTOR ELÉCTRICO CON MEDIOS PARA PREVENIR LA SOBRECARGA TÉRMICA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN: La presente invención se refiere a un motor eléctrico que presenta medios para prevenir la sobrecarga térmica en los arrollamientos de enfriamiento en el motor, y un método para prevenir las condiciones de sobrecarga térmica en los motores eléctricos . Se conoce en la técnica usar interruptores de línea bi-metálicos o interruptores de circuito calibrados para proteger contra las condiciones de sobrecarga térmica en los arrollamientos de un motor eléctrico. La Figura 1 muestra un ejemplo de la técnica anterior para proveer esa protección, la Figura 1 muestra un motor 1 que tiene un arrollamiento de tres fases 2a, 2b, y 2c. Como se muestra en el contexto de un motor eléctrico para un ventilador usado en un sistema de bomba de calor, un termostato 3 controla la aplicación de potencia desde una fuente de energía 10 a los arrollamientos del motor a través de los interruptores de contacto 5 de una bobina de contacto 6. Una fuente de control de energía 4 también se muestra. Un interruptor de línea de sobrecarga interno bimetálico 7 se provee tanto en el contacto térmico como en la comunicación eléctrica con los arrollamientos del motor 1. Esto es, un interruptor de línea 7 está en contacto físico con los arrollamientos del motor para sensar la temperatura del mismo, y también en comunicación eléctrica con los arrollamientos opuesto que la corriente eléctrica provista por la fuente de energía 10 pasa a través del interruptor de línea. Un ejemplo típico de tal interruptor de línea interno es provisto por la Texas Instruments bajo el nombre de producto M J. El problema con esta técnica anterior es que el interruptor de línea de sobrecarga interno bimetálico tiene una masa considerable, porque debe manejar la corriente, especialmente la corriente del rotor bloqueado, que pasa a través de tres arrollamientos de fase del motor. Como resultado el interruptor de línea debido a su masa importante, toma tiempo para responder con respecto a cambios en la temperatura y de los arrollamientos de la bobina. La Figura 2 muestra otra construcción de la técnica anterior de una circuito de protección de sobrecarga para un motor eléctrico. en este caso, un interruptor de circuito calibrado con contactos 8a, 8b, 8c se provee en las líneas de suministro de energía que energiza los arrollamientos de fase del motor eléctrico. Estos interruptores de circuito tienen un tamaño adecuado para manejar la corriente del rotor bloqueado del motor eléctrico, y calibrados para disparar a una sobrecarga de corriente especificada. Así están diseñados únicamente para sensar la corriente que fluye a los arrollamientos de tres fases del motor. Cuando aumenta la corriente, los arrollamientos de la bobina se calientan. Después de que la corriente excede un nivel pre-establecido, el interruptor de circuito dispara y corta la energía al motor eléctrico. La desventaja con esta técnica anterior consiste en el hecho de que los interruptores de circuito son únicamente sensitivos a la corriente. Por lo tanto, los interruptores de circuito no pueden sensar con precisión cambios en la temperatura de los arrollamientos del motor. Cualquier motor eléctrico puede tomar la misma cantidad de corriente eléctrica a través de los arrollamientos de la bobina, aun cuando la temperatura real de los arrollamientos de bobina pueda variar drásticamente dependiendo el ambiente en el cual se usa el motor. Por lo tanto, esta incapacidad para sensar temperatura de los arrollamientos del motor es una desventaja seria porque es difícil usar un solo motor para servir en varias aplicaciones en varios ambientes. Otra técnica anterior emplea termistores embutidos en los arrollamientos de la bobina del motor eléctrico. Un modulo electrónico es empleado para sensar continuamente la resistencia de los termistores para en turno sensar la temperatura de los arrollamientos del motor. Aunque esta técnica provee una determinación muy exacta de la temperatura del arrollamiento, es relativamente costosa.

Es por lo tanto un objetivo de la presente invención proveer un aparato y un método para proteger contra condiciones de sobrecarga en motores eléctricos de una manera fácil y de buen costo. El motor eléctrico de acuerdo con la presente invención incluye cuando menos un arrollamiento de bobina, un suministro de energía para energizar el arrollamiento de la bobina, y medios de control para controlar la energía o potencia suministrada al arrollamiento de bobina. Los medios de control incluyen medios interruptores térmicos, preferentemente interruptores térmicos bimetálicos, arreglados en comunicación térmica con el arrollamiento de la bobina de modo que los medios interruptores térmicos puedan rápida y exactamente sensar los cambios en la temperatura de arrollamiento de la bobina. Los medios de interrupción térmicos también están aislados eléctricamente de los arrollamientos de la bobina 9 esto es la corriente de línea a los arrollamientos no pasa a través del los medios de interrupción térmicos) para de esa manera permitir una reducción importante en el tamaño y en la masa de los medios de interrupción térmicos. Esta reducción facilita un tiempo de respuesta extremadamente rápido de los medios interruptores térmicos. La frase comunicación térmica se usa aquí indicando medios en contacto, con, pero blindados por una capa no aislante de calor, tal como una capa de aislamiento eléctrico.

Un interruptor bimetálico está en comunicación térmica con los arrollamientos de un motor eléctrico si el calor creado por los arrollamientos puede pasar fácil y rápidamente al interruptor a través de la capa aislante de electricidad interpuesta. Las frases aislado eléctricamente y aislamiento eléctrico indican que el interruptor bimetálico no está en contacto directo de serie con los arrollamientos de la bobina (esto es la corriente suministrada a los arrollamientos no pasa a través de los interruptores bimetálicos) . La presente invención hace uso de interruptores bimetálicos extremadamente sensibles pero también excelentes desde el punto de vista del precio. Los cuales se colocan en comunicación térmica con cuando menos un arrollamiento de la bobina de un motor eléctrico, pero en aislamiento eléctrico don todos los arrollamientos de bobina en el motor, con el objeto de sensar la temperatura de los arrollamientos de la bobina de una manera rápida y exacta. En la practica, la presente invención provee la misma protección térmica que la técnica basada en termistores pero con un gran ahorro en costo. Como con los motores convencionales, el motor eléctrico de la presente invención está asociado con una bobina de contacto y un suministro de energía. El medio de interruptor térmico puede estar localizado eléctricamente, ya sea entre la bobina de contacto y el suministro de energía o corriente arriba del suministro de energía.

El método de la presente invención provee protección contra la sobrecarga térmica en un motor eléctrico al colocar medios interruptores térmicos en comunicación térmica con cuando menos uno de los arrollamientos de la bobina del motor eléctrico, y aislando eléctricamente el medio interruptor térmico de todos los arrollamientos de bobina del motor eléctrico. El objeto se consigue por un método y un aparato de acuerdo con las características de las reivindicaciones. La Figura 1 muestra un diagrama de circuito empleando un dispositivo de la técnica anterior par proteger contra la sobrecarga térmica en un motor eléctrico; La Figura 2 es un diagrama de circuito que muestra un segundo dispositivo de la técnica anterior para proteger contra la sobrecarga térmica en un motor eléctrico; La Figura 3 es un circuito de diagrama que muestra la protección de sobrecarga térmica de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es una segunda modalidad de la protección contra la sobrecarga térmica de acuerdo con la presente invención. El diagrama de circuito de la Figura 3 emplea las mismas cifras de referencia que las Figuras 1 y 2 para identificar componentes similares. Aunque la presente invención se explicara en referencia a un motor de ventilador para una bomba de calor, ha de entenderse que las enseñanzas de la invención son aplicables a cualquier motos de una fase o trifásico. De acuerdo con esta modalidad de la presente invención, los interruptores metálicos 9a y 9b están embutidos en cuando menos dos arrollamientos de bobina de un motor eléctrico trifásico y están por lo tanto en contacto térmico con ellos. Los interruptores metálicos no están en comunicación eléctrica con ninguno de los arrollamientos de la bobina, es esa línea de corriente del suministro de energía 10 no pasa primeramente a través de los interruptores.' bimetálicos antes de entrar a los arrollamientos en el motor eléctrico. De esta manera, la masa de los interruptores bimetálicos puede reducirse substancialmente porque esos interruptores no requieren manejar las cargas de corriente que pasan a través de los arrollamientos del motor. La facilidad de respuesta de los interruptores bimetálicos a los cambios de temperatura en los arrollamientos de la bobina aumentan notablemente como resultado de su masas reducida. Un ejemplo de un interruptor metálico que es útil en la presente invención es el interruptor bimetálico de 8mm fabricado por la firma Texas Instruments. Los interruptores bimetálicos que están en comunicación térmica con los arrollamientos de bobina del motor eléctrico, y que tienen una masa relativamente pequeña, son capaces de sensar cambios de temperatura en los arrollamientos de la bobina muy rápidamente y exactamente . Si los arrollamientos en la bobina se vuelven muy calientes, entonces los interruptores bimetálicos interrumpen el circuito y detienen el suministro de energía a la bobina de contacto 6 y desacoplan el motor. La Figura 4 muestra otra modalidad de la presente invención similar a la mostrada en la Figura 3, excepto que los interruptores bimetálicos 9a y 9b están conectados al lado caliente del suministro de energía de control 4. De esta manera si los arrollamientos de la bobina se sobrecalientan los interruptores bimetálicos cortan la energía a todo el sistema, incluyendo la energía no solamente al motor pero también al compresor asociad (no mostrado) del sistema de bomba de calor. La presente invención provee una mejora importante en el área de la protección de sobrecarga térmica para motores eléctricos, porque provee un exactitud de sensado atribuible a la técnica anterior basada en termistores, pero con una reducción del 35 a 50 del costo. Además la presente invención es mas exacta y menos costosa que las técnicas primera y segunda discutidas anteriormente.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES 1. - Un motor eléctrico que tiene protección de sobrecarga térmica, caracterizada porque, tiene cuando menos una arrollamiento de bobina; un suministro de energía para energizar el arrollamiento de bobina; medios de control para controlar la energía suministrada al arrollamiento de bobina, el medio de control incluye medios de interrupción térmicos arreglados para la comunicación térmica con el arrollamiento de bobina pero en aislamiento eléctrico con respecto a los arrollamientos de la bobina .
2. 2. - El motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde 1 medio interruptor térmico es una interruptor bimetálico.
3. 3. -El motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el interruptor bimetálico está embutido en el arrollamiento de bobina.
4. 4. - El motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde le motor eléctrico es un motor trifásico que incluye tres arrollamientos, y el medio de control comprende un primer interruptor bimetálico en comunicación térmica con un primero de los tres arrollamientos de la bobina y una segundo interruptor bimetálico en comunicación térmica con un segundo arrollamiento de bobina de los tres mencionados .
5. 5. - El motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el medio de control está además caracterizado por un tercer interruptor bimetálico en comunicación térmica con el tercero de los tres arrollamientos de bobina.
6. 6. -El motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el medio de control está además caracterizado por una bobina de contacto y el medio de interrupción térmica está colocado eléctricamente entre la bobina e contacto y el suministro de energía.
7. 7. - Un método de protección contra la sobrecarga térmica en un motor eléctrico, caracterizado por el paso de ; colocar medios de interrupción térmicos en comunicación térmica con cuando menos un arrollamiento de bobina del motor eléctrico, y aislar eléctricamente los medios de interrupción térmicos de todos los arrollamientos de bobina del motor eléctrico.
8. 8. - El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el medio de interrupción térmica es un interruptor metálico.
9. 9. - El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el interruptor metálico está embutido en cuando menos un arrollamiento de bobina.
10. 10. - El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el motor eléctrico es un motor trifásico que incluye tres arrollamientos, y el medio de interrupción térmico incluye un primer interruptor bimetálico en comunicación térmica con un primero de los tres arrollamientos y un segundo interruptor bimetálico en comunicación térmica con el segundo de los arrollamientos de la bobina.
11. 11. - El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el medio de interrupción térmica incluye además un tercer interruptor bimetálico en comunicación térmica con el tercero de los tres arrollamientos de bobina.
12. 12. - El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el motor eléctrico asociado con un suministro de energía y una bobina de contacto, y los medios de interrupción térmica están colocados eléctricamente entre la bobina de contacto y el suministro de energía.
13. 13. - El método de acuerdo con la reivindicación 7 en donde el motor eléctrico está asociado con un suministro de energía y los medios de interrupción térmica están colocados eléctricamente corriente arriba del suministro de energía.