RU2439735C1

RU2439735C1 - Heat-sensing circuit breaker

Info

Publication number: RU2439735C1
Application number: RU2010137312/07A
Authority: RU
Inventors: Томохиро ХОРИ (JP); Томохиро ХОРИ; Атсуси ТИБА (JP); Атсуси ТИБА
Original assignee: Убуката Индастриз Ко., Лтд
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2012-01-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: heat-sensing circuit-breaker (1) includes air-tight tank (2) with metal housing (3) and base (4), conductive pin terminals (10A, 10B) fixed with air-tight sealing at base (4), stationary contact (8) fixed at conductive pin terminal (10 A), heat-sensing plate (6) with one end connected electrically at inner surface of air-tight tank (2) and changing its direction of curvature at preset temperature to the opposite and moving contact (7) fixed to the other end of heat-sensing plate (6). Both stationary (8) and moving (7) contacts of heat-sensing circuit breaker (1) are based on silver-tin oxide and air-tight tank (2) with gas containing 50-95% of helium and creating gas pressure at least 0.3 atm at room temperature, but less than 0.8 atm.

EFFECT: increased service life due to improvement of resistance to local damage when exposed to electric arc and improved performance of current interruption even when cadmium-free contacts are used.

12 cl, 7 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к термочувствительному переключателю, имеющему механизм переключения контактов, использующий термочувствительную пластинку, например, из биметалла, установленную в герметичном резервуаре.The present invention relates to a heat-sensitive switch having a contact switching mechanism using a heat-sensitive plate, for example of bimetal, mounted in an airtight container.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Термочувствительные переключатели указанного выше типа раскрыты в патенте Японии № 2519530 (документ 1 прототипа) и заявках на патент Японии, опубликованных под № JP-A-H10-144189 (документ 2 прототипа), № JP-A-2002-352685 (документ 3 прототипа) и № JP-A-2003-59379 (документ 4 прототипа). Термочувствительный переключатель, описываемый в каждом документе, содержит термочувствительную пластинку, установленную в герметичном резервуаре, содержащем металлический кожух и основание. При заданной температуре термочувствительная пластинка изменяет направление своей кривизны на обратное. Через основание вставлен электропроводный штырьковый вывод, герметично закрепленный с помощью электроизоляционного наполнителя, например из стекла. К дальнему концу штырькового вывода непосредственно или посредством держателя прикреплен неподвижный контакт, расположенный в герметичном резервуаре. Кроме того, один конец термочувствительной пластинки закреплен посредством держателя на внутренней поверхности герметичного резервуара, а к другому ее концу прикреплен подвижный контакт. Вместе с неподвижным контактом подвижный контакт образует переключающий контакт.Heat-sensitive switches of the above type are disclosed in Japanese Patent No. 2519530 (prototype document 1) and Japanese Patent Applications published under No. JP-A-H10-144189 (prototype document 2), JP-A-2002-352685 (prototype document 3) ) and No. JP-A-2003-59379 (prototype document 4). The heat-sensitive switch described in each document contains a heat-sensitive plate mounted in an airtight container containing a metal casing and a base. At a given temperature, the heat-sensitive plate changes the direction of its curvature to the opposite. An electrically conductive pin terminal is inserted through the base, hermetically sealed with an insulating filler, for example, glass. A fixed contact located in an airtight container is attached directly to the far end of the pin terminal directly or through a holder. In addition, one end of the heat-sensitive plate is fixed by means of a holder on the inner surface of the sealed reservoir, and a movable contact is attached to its other end. Together with the fixed contact, the movable contact forms a switching contact.

Термочувствительный переключатель установлен в закрытом корпусе герметичного электрического компрессора и используется в качестве устройства тепловой защиты для электродвигателя компрессора. В этом случае обмотки двигателя соединены со штырьковым выводом или основанием. В случае, когда температура вокруг термочувствительного переключателя становится сверхвысокой, или при протекании аварийного тока в двигателе термочувствительная пластинка меняет направление своей кривизны на обратное. При снижении температуры до или ниже заданного значения происходит повторное замыкание контактов и включение питания двигателя компрессора.The thermosensitive switch is installed in a sealed enclosure of a sealed electric compressor and is used as a thermal protection device for the compressor motor. In this case, the motor windings are connected to the pin terminal or the base. In the case when the temperature around the thermosensitive switch becomes extremely high, or when an emergency current flows in the motor, the thermosensitive plate changes the direction of its curvature. When the temperature drops to or below the set value, the contacts re-close and the compressor motor power is turned on.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМOBJECTS SOLVED BY THE INVENTION

Размыкание контактов термочувствительного переключателя должно осуществляться после каждого возникновения вышеуказанного аварийного режима эксплуатации на всем протяжении срока службы холодильной установки или кондиционера воздуха, в котором установлен компрессор. В частности, при запуске двигателя с заторможенным ротором или при коротком замыкании между обмотками двигателя термочувствительный переключатель должен обеспечивать прерывание тока, значительно превышающего номинальный ток двигателя. Прерывание такого большого индуктивного тока в результате размыкания контактов приводит к возникновению электрической дуги между этими контактами и вызывает повреждение поверхности контактов под действием тепла, выделяемого дугой. В случае, когда число операций переключения контактов превышает гарантированное число операций, происходит сваривание контактов. При этом для обеспечения прерывания электрической цепи даже после сваривания контактов с целью предотвращения дополнительного развития аварийной ситуации в случае необходимости требуется предпринимать удвоенные меры предосторожности и защиты (например, использовать плавкий участок нагревателя, описываемого в документах 1 и 2 прототипа).The contacts of the temperature-sensitive switch must be opened after each occurrence of the above emergency operation during the entire life of the refrigeration unit or air conditioner in which the compressor is installed. In particular, when starting the engine with a braked rotor or during a short circuit between the motor windings, the temperature-sensitive switch must provide interruption of the current, significantly exceeding the rated motor current. The interruption of such a large inductive current as a result of the opening of the contacts leads to the appearance of an electric arc between these contacts and causes damage to the surface of the contacts under the action of heat generated by the arc. In the case when the number of contact switching operations exceeds the guaranteed number of operations, the contacts are welded. At the same time, to ensure interruption of the electric circuit even after welding of the contacts in order to prevent additional development of the emergency situation, if necessary, it is necessary to take double precautions and protection (for example, use the fusible part of the heater described in documents 1 and 2 of the prototype).

Использование контакта, содержащего кадмий, в последнее время ограничено по экологическим причинам. Однако контакт системы серебро-оксид кадмия (Ag-CdO) имеет малую силу сваривания контактов и поддается меньшему износу под действием электрической дуги. Поэтому контакт системы серебро-оксид кадмия используется в большом числе термочувствительных переключателей. Эквивалентные традиционным термочувствительным переключателям срок службы и характеристика тока прерывания должны в будущем обеспечиваться за счет использования альтернативного материала для формирования контактов. Простая замена контакта системы серебро-оксид кадмия на бескадмиевый контакт приводит к двукратному ухудшению характеристики тока прерывания.The use of a contact containing cadmium has recently been limited for environmental reasons. However, the contact of the silver-cadmium oxide (Ag-CdO) system has a small welding force of the contacts and lends itself to less wear under the influence of an electric arc. Therefore, the contact of the silver-cadmium oxide system is used in a large number of heat-sensitive switches. Equivalent to traditional thermosensitive switches, the service life and characteristic of the interrupt current should be ensured in the future by using alternative materials for forming contacts. A simple replacement of the silver-cadmium oxide system contact by a cadmium-free contact leads to a twofold deterioration of the interrupt current characteristic.

Для обеспечения увеличения гарантированного числа операций переключения была предложена конструкция, в которой в целях повышения теплоемкости и, следовательно, снижения вероятности возникновения сваривания контактов даже после возникновения электрической дуги увеличен размер контактов. Была также предложена другая конструкция, в которой увеличены размеры термочувствительной пластинки и, следовательно, увеличена сила, обеспечивающая отделение контактов одного от другого. Однако использование любой из этих конструкций ведет к увеличению размеров термочувствительного переключателя и вызывает трудности при монтаже термочувствительного переключателя в герметичном корпусе компрессора. Кроме того, при уменьшении размеров термочувствительного переключателя целесообразным является использование термочувствительного переключателя применительно к двигателям для компрессоров с большой теплоемкостью.To ensure an increase in the guaranteed number of switching operations, a design was proposed in which, in order to increase the heat capacity and, therefore, reduce the likelihood of contact welding even after the appearance of an electric arc, the size of the contacts was increased. Another design was also proposed in which the dimensions of the thermosensitive plate are increased and, therefore, the force is increased, which ensures the separation of the contacts from one another. However, the use of any of these designs leads to an increase in the size of the thermosensitive switch and causes difficulties in mounting the thermosensitive switch in a sealed compressor housing. In addition, when reducing the size of the temperature-sensitive switch, it is advisable to use a temperature-sensitive switch in relation to engines for compressors with high heat capacity.

Цель настоящего изобретения заключается в создании термочувствительного переключателя, использующего бескадмиевые контакты, имеющего малые размеры, большой срок службы и улучшенную характеристику прерывания тока.An object of the present invention is to provide a thermosensitive switch using cadmium-free contacts having small dimensions, long life and improved current interruption performance.

СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИMEANS OF SOLVING THE PROBLEM

В настоящем изобретении предлагается термочувствительный переключатель, используемый для прерывания переменного тока, протекающего через двигатель компрессора, где этот термочувствительный переключатель содержит герметизированный резервуар, включающий в себя металлический кожух и основание, герметично закрывающее кожух со стороны его открытого конца, по меньшей мере, один проводящий штырьковый вывод, вставленный через сквозное отверстие, сформированное в основании, и герметично закрепленный в сквозном отверстии с помощью электроизоляционного наполнителя, неподвижный контакт, закрепленный на штырьковом выводе в резервуаре, термочувствительная пластинка, один из двух концов которой электрически соединен и закреплен на внутренней поверхности резервуара, и которой путем вытяжки придана форма тарелки, изменяющей при заданной температуре направление своей кривизны на обратное, по меньшей мере, один подвижный контакт, прикрепленный к другому концу термочувствительной пластинки и образующий вместе с неподвижным контактом, по меньшей мере, одну пару переключающих контактов, причем как неподвижный контакт, так и подвижный контакт содержит контакт системы серебро-оксид олова, а резервуар заполнен газом с содержанием гелия 50-95%, создающим внутри резервуара давление, которое при комнатной температуре составляет 0,3-0,8 атм.The present invention provides a thermosensitive switch used to interrupt alternating current flowing through a compressor motor, where the thermosensitive switch comprises a sealed reservoir including a metal casing and a base, hermetically closing the casing from its open end, at least one conductive pin a terminal inserted through a through hole formed in the base and hermetically fixed in the through hole using an electro of the filling filler, a fixed contact fixed to the pin terminal in the tank, a heat-sensitive plate, one of the two ends of which is electrically connected and fixed on the inner surface of the tank, and which by drawing is shaped into a plate that reverses its curvature at a given temperature, at least at least one movable contact attached to the other end of the heat-sensitive plate and forming, together with the fixed contact, at least one pair of switching to ntaktov, both the fixed contact and the movable contact comprises a contact system of silver-tin oxide, and the reservoir is filled with helium gas with a content of 50-95%, the pressure created inside the tank, which at room temperature is 0.3-0.8 atm.

ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯEFFECT OF THE INVENTION

Согласно изобретению термочувствительный переключатель является стойким к локальному повреждению под действием электрической дуги, так как появление электрической дуги при размыкании контактов сопровождается ее перемещением по каждому контакту. В результате этого термочувствительный переключатель имеет увеличенный срок службы и позволяет получить улучшенную характеристику прерывания тока даже при использовании бескадмиевых контактов.According to the invention, the heat-sensitive switch is resistant to local damage under the influence of an electric arc, since the appearance of an electric arc when the contacts are opened is accompanied by its movement through each contact. As a result of this, the thermosensitive switch has an extended service life and allows to obtain an improved current interruption characteristic even when using non-cadmium contacts.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 - продольное сечение термочувствительного переключателя согласно одному примеру осуществления настоящего изобретения;Figure 1 is a longitudinal section of a heat-sensitive switch according to one embodiment of the present invention;

фиг.2 - поперечный разрез термочувствительного переключателя, представленного на фиг.1, по линии II-II;figure 2 is a cross section of a heat-sensitive switch, shown in figure 1, along the line II-II;

фиг.3 - вид сбоку термочувствительного переключателя;figure 3 is a side view of a heat-sensitive switch;

фиг.4 - вид сверху термочувствительного переключателя;4 is a top view of a heat-sensitive switch;

фиг.5 - график результатов испытаний по определению срока службы при изменении давления газа внутри резервуара;5 is a graph of test results for determining the service life when changing the gas pressure inside the tank;

фиг.6 - вид состояния поверхностей подвижного контакта (A) и неподвижного контакта (B) по окончании испытаний по определению срока службы при давлении газа внутри резервуара, составляющем 0,6 атм;6 is a view of the state of the surfaces of the movable contact (A) and the stationary contact (B) at the end of the tests to determine the service life at a gas pressure inside the tank of 0.6 atm;

фиг.7 - тот же вид при давлении газа внутри резервуара, составляющем 1,0 атм.Fig.7 is the same view at a gas pressure inside the tank of 1.0 atm.

ПОЯСНЕНИЯ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙEXPLANATIONS OF THE CONVENTIONS

Позицией 1 обозначен термочувствительный переключатель, позицией 2 - герметичный резервуар, 3 - кожух, 4 - основание, 6 - термочувствительная пластинка, 7 - подвижный контакт, 8 - неподвижный контакт, 9 - наполнитель, а 10A и 10B - проводящие штырьковые выводы.Position 1 denotes a thermosensitive switch, position 2 - a sealed reservoir, 3 - a casing, 4 - a base, 6 - a thermosensitive plate, 7 - a movable contact, 8 - a fixed contact, 9 - a filler, and 10A and 10B - conductive pin terminals.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Ниже со ссылками на чертежи приводится описание одного примера осуществления изобретения. В этом примере осуществления настоящее изобретение используется применительно к устройству тепловой защиты для электродвигателя компрессора. На фиг.3 и 4 представлены виды соответственно сбоку и сверху термочувствительного переключателя, на фиг.1 - его продольное сечение, а на фиг.2 - поперечное сечение термочувствительного переключателя, представленного на фиг.1, по линии II-II. Термочувствительный переключатель 1 содержит герметизированный резервуар 2, включающий в себя металлический кожух 3 и основание 4. Кожух 3 имеет форму удлиненного купола с двумя концами практически сферической формы и соединяющим эти концы средним участком, полученным путем вытяжки железной пластины или т.п. заготовки под прессом. Основание 4, выполненное из более толстой, чем кожух 3, железной пластины, которой придана овальная форма, герметично закрывает кожух 3 со стороны его открытого конца, причем соединение выполнено, например, кольцевой рельефной сваркой.Below with reference to the drawings is a description of one example embodiment of the invention. In this embodiment, the present invention is applied to a thermal protection device for a compressor motor. FIGS. 3 and 4 are side and top views of a heat-sensitive switch, respectively, FIG. 1 is a longitudinal section thereof, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat-sensitive switch shown in FIG. 1 along line II-II. The thermosensitive switch 1 contains a sealed reservoir 2, which includes a metal casing 3 and a base 4. The casing 3 has the shape of an elongated dome with two ends of almost spherical shape and connecting the middle section obtained by drawing an iron plate or the like. blanks under the press. The base 4, made of a thicker than the casing 3, iron plate, which is given an oval shape, hermetically closes the casing 3 from the side of its open end, and the connection is made, for example, by ring relief welding.

Один конец термочувствительной пластинки 6 закреплен посредством держателя 5, выполненного в виде металлической пластины, внутри резервуара 2. Термочувствительной пластинке 6 путем вытяжки термочувствительного элемента, например, из биметалла или триметалла придана форма мелкой тарелки, которая при достижении заданной температуры может скачкообразно менять направление своей кривизны на обратное. К другому концу термочувствительной пластинки 6 прикреплен подвижный контакт 7. Часть резервуара 2, на которой закреплен держатель 5, со стороны внешней поверхности подвергнута изгибной деформации, обеспечивающей возможность регулирования рассматриваемого ниже контактного давления между подвижным контактом 7 и неподвижным контактом 8 и последующего калибрования температуры, при которой термочувствительная пластинка 6 меняет направление своей кривизны на обратное, до заданного значения.One end of the heat-sensitive plate 6 is fixed by means of a holder 5, made in the form of a metal plate, inside the tank 2. The heat-sensitive plate 6 is shaped by a small plate, for example, from bimetal or trimetal, which, upon reaching the set temperature, can abruptly change the direction of its curvature on the contrary. A movable contact 7 is attached to the other end of the heat-sensitive plate 6. The part of the tank 2 on which the holder 5 is fixed is subjected to bending deformation from the side of the external surface, which makes it possible to regulate the contact pressure considered below between the movable contact 7 and the stationary contact 8 and subsequent temperature calibration, when which heat-sensitive plate 6 changes the direction of its curvature to the opposite, to a predetermined value.

Основание 4 имеет два сквозных отверстия 4A и 4B, через которые вставлены электропроводные штырьковые выводы 10A и 10B, герметично закрепленные в этих сквозных отверстиях, путем электроизоляционного наполнителя 9, такого как стекло или подобного, с учетом коэффициента температурного расширения, с помощью известного усаживаемого герметичного уплотнителя. К участку штырькового вывода 10A вблизи его дальнего конца, расположенного внутри кожуха 3, прикреплен держатель 11 контакта. Неподвижный контакт 8 прикреплен к участку держателя 11 контакта, расположенному напротив подвижного контакта 7.The base 4 has two through holes 4A and 4B through which electrical conductive pin terminals 10A and 10B are inserted, hermetically secured in these through holes, by means of an insulating filler 9, such as glass or the like, taking into account the coefficient of thermal expansion, using a known shrinkable hermetic sealant . A contact holder 11 is attached to the portion of the pin terminal 10A near its distal end located inside the casing 3. The fixed contact 8 is attached to a portion of the contact holder 11 located opposite the movable contact 7.

Как подвижный, так и неподвижный контакты 7 и 8 содержат контакт системы серебро-оксид олова (Ag-SnO₂) с содержанием оксида металла 11,7 мас.%. Каждый контакт 7 или 8 имеет трехслойную структуру, включающую в себя промежуточный слой меди и нижний слой железа. Каждому контакту придана форма диска, диаметр которого составляет 3-5 мм, и который имеет слегка выпуклую криволинейную поверхность (образованную в рассматриваемом примере осуществления сферой с радиусом 8 мм).Both the movable and fixed contacts 7 and 8 contain a silver-tin oxide (Ag-SnO ₂ ) system contact with a metal oxide content of 11.7 wt.%. Each contact 7 or 8 has a three-layer structure, including an intermediate layer of copper and a lower layer of iron. Each contact is given a disk shape, the diameter of which is 3-5 mm, and which has a slightly convex curved surface (formed in the considered embodiment by a sphere with a radius of 8 mm).

Один из двух концов нагревателя 12, используемого в качестве нагревательного элемента, закреплен на участке штырькового вывода 10B вблизи его дальнего конца. Другой конец нагревателя 12 закреплен на основании 4. Нагреватель 12 размещен вдоль штырькового вывода 10B практически параллельно термочувствительной пластинке 6, что обеспечивает эффективную передачу теплоты, выделяемой нагревателем 12, на термочувствительную пластинку 6.One of the two ends of the heater 12 used as the heating element is fixed to the portion of the pin terminal 10B near its distal end. The other end of the heater 12 is fixed to the base 4. The heater 12 is placed along the pin terminal 10B almost parallel to the heat-sensitive plate 6, which ensures the efficient transfer of heat generated by the heater 12 to the heat-sensitive plate 6.

Нагреватель 12 имеет плавкий участок 12A, площадь поперечного сечения которого меньше, чем на других его участках. В случае, когда компрессор, являющийся объектом контроля, работает в нормальном режиме, плавления плавкого участка 12A в результате протекания рабочего тока электродвигателя не происходит. Не плавится плавкий участок 12A и после возникновения заторможенного состояния ротора двигателя, так как термочувствительная пластинка 6 меняет направление своей кривизны на обратное и, тем самым, обеспечивает размыкание контактов 7 и 8 в течение короткого промежутка времени. Однако при повторении операций размыкания и замыкания контактов термочувствительного переключателя 1 в течение длительного периода времени в ряде случаев после достижения гарантированного числа операций переключения происходит сваривание подвижного и неподвижного контактов 7 и 8 одного с другим, и, следовательно, их размыкание одного от другого становится невозможным. В этом случае под действием сверхбольшого тока, обусловленного заторможенным состоянием ротора двигателя, температура плавкого участка 12A повышается, что обеспечивает плавление плавкого участка и отключение питания двигателя.The heater 12 has a fusible section 12A, the cross-sectional area of which is smaller than in other sections. In the case when the compressor, which is the object of control, is operating in normal mode, the melting of the fusible section 12A as a result of the flow of the operating current of the electric motor does not occur. The fusible section 12A does not melt even after the occurrence of an inhibited state of the engine rotor, since the heat-sensitive plate 6 reverses its direction of curvature and, thereby, opens contacts 7 and 8 for a short period of time. However, when repeating the operations of opening and closing the contacts of the heat-sensitive switch 1 for a long period of time, in some cases, after reaching the guaranteed number of switching operations, the movable and fixed contacts 7 and 8 are welded to one another, and therefore, their opening from one another becomes impossible. In this case, under the influence of an extra-large current due to the inhibited state of the engine rotor, the temperature of the fusible section 12A rises, which ensures the melting of the fusible section and the power supply is turned off.

Резервуар 2 заполнен газом с содержанием гелия (He) 50-95%, создающим внутри резервуара 2 давление, которое при комнатной температуре составляет 0,3-0,8 атм. Газ, заполняющий резервуар 2, содержит азот, сухой воздух, диоксид углерода и т.п. отличные от гелия компоненты. Заполнение резервуара 2 гелием в качестве инертного газа объясняется следующими причинами. Гелий имеет такую высокую теплопроводность, что после возникновения сверхбольшого тока промежуток времени, требуемый для размыкания контактов 7 и 8 под действием теплоты, выделяемой нагревателем 12, может быть, как описывается в документе 2 прототипа, сокращен (размыкание с кратковременной выдержкой по времени (S/T)). По сравнению с традиционными устройствами тепловой защиты возможно также увеличение минимального значения рабочего тока (предельного тока отключения (UTC)). Кроме того, в случае, когда термочувствительной пластинке 6 в целях усиления ее нагрева придана форма и размеры, обеспечивающие ее высокое сопротивление, заполнение резервуара 2 гелием может обеспечивать эффективный отвод теплоты, выделяемой этой термочувствительной пластинкой 6. Следовательно, указанное выше размыкание с кратковременной выдержкой по времени (S/T) может осуществляться в течение более длительного времени. Однако так как с увеличением содержания гелия в газе внутри резервуара происходит снижение пробивного напряжения, то в случае питания от обычной сети переменного тока общего пользования напряжением 100-260 В содержание гелия в газе внутри резервуара в предпочтительном варианте составляет 30-95% или, в частности, 50-95%.The tank 2 is filled with gas with a helium content (He) of 50-95%, which creates a pressure inside the tank 2, which at room temperature is 0.3-0.8 atm. The gas filling tank 2 contains nitrogen, dry air, carbon dioxide, and the like. components other than helium. Filling the tank 2 with helium as an inert gas is explained by the following reasons. Helium has such a high thermal conductivity that after the occurrence of an extra-large current, the period of time required for the contacts 7 and 8 to open under the action of the heat generated by the heater 12 can be shortened (described with a short time delay (S / T)). Compared to traditional thermal protection devices, it is also possible to increase the minimum value of the operating current (breaking current limit (UTC)). In addition, in the case when the heat-sensitive plate 6 is shaped and dimensioned to enhance its heating to ensure its high resistance, filling the tank 2 with helium can provide an efficient heat removal from this heat-sensitive plate 6. Therefore, the aforementioned opening with a short exposure time of time (S / T) may take longer. However, since the breakdown voltage decreases with an increase in the helium content in the gas inside the tank, in the case of power supply from a common public alternating current voltage of 100-260 V, the helium content in the gas inside the tank is preferably 30-95% or, in particular , 50-95%.

Над наполнителем 9, закрепляющим штырьковые выводы 10A и 10B, с плотным прилеганием закреплен термостойкий неорганический изолятор 13, содержащий керамику и диоксид циркония. Форма и размеры термостойкого неорганического изолятора 13 заданы с учетом такой характеристики физической прочности, как, например, устойчивость к поверхностному разряду или устойчивость к нагреву в результате распыления. Поэтому даже при возникновении распыления в процессе расплавления нагревателя 12 и осаждении распыляемых частиц на поверхность термостойкого неорганического изолятора 13 возможно сохранение его изоляционных характеристик на удовлетворительном уровне и, следовательно, предотвращение перемещения электрической дуги, возникающей между плавкими участками, в промежуток между штырьковым выводом 10B и основанием 4 или в промежуток между штырьковыми выводами 10A и 10B.Above the filler 9, securing the pin terminals 10A and 10B, a heat-resistant inorganic insulator 13 containing ceramics and zirconia is fixed with a snug fit. The shape and dimensions of the heat-resistant inorganic insulator 13 are specified taking into account such characteristics of physical strength, as, for example, resistance to surface discharge or resistance to heat due to spraying. Therefore, even if spraying occurs during the melting of the heater 12 and the sprayed particles are deposited on the surface of the heat-resistant inorganic insulator 13, it is possible to maintain its insulating characteristics at a satisfactory level and, therefore, to prevent the movement of the electric arc arising between the fusion sections in the gap between the pin terminal 10B and the base 4 or between the pins 10A and 10B.

В случае, когда ток, протекающий в двигателе, представляет собой ток нормального режима работы, включающий в себя кратковременный пусковой ток, контакты 7 и 8 термочувствительного переключателя 1 остаются замкнутыми, и работа двигателя продолжается. С другой стороны, в случае, когда в двигателе в результате увеличения нагрузки, прикладываемой к двигателю, непрерывно протекает ток, превышающий ток нормального режима работы, когда в двигателе в течение нескольких секунд непрерывно протекает сверхбольшой кратковременный ток, или когда температура охлаждающей среды в герметичном корпусе компрессора становится сверхвысокой, термочувствительная пластинка 6 меняет направление своей кривизны на обратное и, таким образом, обеспечивает размыкание контактов 7 и 8 и прерывание тока в двигателе. Затем после снижения температуры внутри термочувствительного переключателя 1 термочувствительная пластинка 6 снова меняет направление своей кривизны на обратное, вследствие чего контакты 7 и 8 замыкаются, и подача питания на двигатель возобновляется.In the case where the current flowing in the motor is a current of normal operation, including a short-term starting current, the contacts 7 and 8 of the temperature-sensitive switch 1 remain closed, and the operation of the motor continues. On the other hand, in the case when, as a result of an increase in the load applied to the engine, a current flowing continuously exceeds the current of normal operation, when an extra-large short-time current flows continuously in the engine for several seconds, or when the temperature of the cooling medium in a sealed enclosure of the compressor becomes ultra-high, the heat-sensitive plate 6 reverses its direction of curvature and, thus, provides the opening of contacts 7 and 8 and interruption of current in the motor e. Then, after lowering the temperature inside the thermosensitive switch 1, the thermosensitive plate 6 again reverses the direction of its curvature, as a result of which the contacts 7 and 8 are closed, and the power supply to the engine is resumed.

Ниже приводится описание оптимизации конструкции термочувствительного переключателя 1 на основе испытаний по определению срока службы. Необходимым условием использования термочувствительного переключателя 1 в качестве устройства тепловой защиты для двигателя компрессора является характеристика прерывания сверхбольшого тока, например кратковременного тока, протекающего в случае возникновения заторможенного состояния ротора, или тока короткого замыкания, протекающего в случае возникновения короткого замыкания между обмотками двигателя. Кроме того, термочувствительный переключатель 1 должен иметь более длительный срок службы, чем у холодильной установки или кондиционера воздуха, в котором будет установлен компрессор, являющийся объектом защиты. Так как термочувствительный переключатель 1 в герметичном кожухе устанавливается в закрытом корпусе компрессора, то с точки зрения установочного пространства и термочувствительности переключатель 1 должен также иметь малые размеры.The following is a description of the optimization of the design of the temperature-sensitive switch 1 based on tests to determine the service life. A prerequisite for using the thermosensitive switch 1 as a thermal protection device for the compressor motor is the interruption characteristic of an extra-large current, for example, a short-time current flowing in the event of a locked state of the rotor, or a short-circuit current flowing in the event of a short circuit between the motor windings. In addition, the temperature-sensitive switch 1 must have a longer service life than that of the refrigeration unit or air conditioner in which the compressor being protected will be installed. Since the heat-sensitive switch 1 in a sealed enclosure is installed in a closed compressor casing, from the point of view of installation space and heat sensitivity, switch 1 should also be small.

В случае размыкания контактов 7 и 8 при протекании сверхбольшого индуктивного тока, например указанного выше кратковременного тока или тока короткого замыкания, между контактами 7 и 8 возникает электрическая дуга. Эффективным средством увеличения срока службы (гарантированного числа операций переключения) и улучшения характеристики прерывания тока термочувствительного переключателя 1 может быть сокращение времени исчезновения дуги или уменьшение повреждений, обусловленных действием дуги. Повреждения, обусловленные действием дуги, в ряде случаев распространятся не только на контакты 7 и 8, но и за пределы контактов, например на термочувствительную пластинку 6.In the case of the opening of contacts 7 and 8 during the flow of an extra-large inductive current, for example, the above-mentioned short-time current or short-circuit current, an electric arc arises between contacts 7 and 8. An effective means of increasing the service life (the guaranteed number of switching operations) and improving the current interruption characteristics of the thermosensitive switch 1 can be to reduce the time of disappearance of the arc or to reduce damage caused by the action of the arc. Injuries caused by the action of the arc, in some cases, extend not only to contacts 7 and 8, but also beyond the contacts, for example, to a heat-sensitive plate 6.

Известные средства сокращения времени исчезновения дуги включают в себя поддержание повышенного давления или поддержание сверхнизкого давления заполняющего газа (вакуумирование), увеличение межконтактного зазора, установку рогового разрядника, магнитное наведение дуги и срывание дуги. Однако эти средства приводят к значительному снижению эффективности процесса изготовления термочувствительного переключателя 1, усложнению его конструкции и увеличению его размеров. Поэтому использовать эти средства применительно к термочувствительным переключателям для защиты двигателей относительно малых размеров в компрессорах нецелесообразно.Known means of reducing arc extinction time include maintaining high pressure or maintaining ultra-low filling gas pressure (evacuation), increasing the contact gap, installing a horn arrester, magnetic arc guidance and arc tearing. However, these tools lead to a significant decrease in the efficiency of the manufacturing process of the thermosensitive switch 1, the complexity of its design and increase its size. Therefore, it is not practical to use these tools in relation to thermosensitive switches to protect relatively small motors in compressors.

Термочувствительный переключатель 1 согласно примеру осуществления предназначен для защиты двигателей переменного тока, работающих от сети электроснабжения общего пользования. Максимальная продолжительность дуги достигает десяти с лишним мс (полупериод), в то время как ее средняя продолжительность составляет несколько мс. Испытания по определению срока службы проводились при условии обеспечения возможности достижения большого срока службы и улучшенной характеристики прерывания тока путем максимально возможного уменьшения повреждений, обусловленных действием дуги, а не путем сокращения времени исчезновения дуги. Оптимизация конструкции была выполнена на основе результатов испытаний по определению срока службы.The temperature-sensitive switch 1 according to an embodiment is designed to protect AC motors operating from a public utility network. The maximum arc duration reaches ten-odd ms (half-period), while its average duration is several ms. Tests to determine the service life were carried out provided that it was possible to achieve a long service life and an improved current interruption characteristic by minimizing the damage caused by the action of the arc as much as possible, and not by reducing the time of the disappearance of the arc. Optimization of the design was carried out on the basis of the results of tests to determine the service life.

При испытаниях по определению срока службы верхняя часть герметичного корпуса компрессора, в котором установлен двигатель, была срезана, и термочувствительный переключатель 1 был установлен в компрессоре. Затем компрессор был установлен на испытательном стенде, и при условии протекания сверхбольшого тока в двигателе был проведен цикл операций переключения термочувствительного переключателя 1.In tests to determine the service life, the upper part of the sealed compressor housing in which the engine is installed was cut off, and the heat-sensitive switch 1 was installed in the compressor. Then the compressor was installed on the test bench, and subject to an extra-large current flowing in the engine, a cycle of operations for switching the heat-sensitive switch 1 was carried out.

Двигатель представлял собой однофазный асинхронный двигатель с номинальным напряжением 220 В (50 Гц), номинальным током 10,8 А и номинальной мощностью 2320 Вт. Ротор двигателя был заблокирован. Питание в процессе испытаний осуществлялось напряжением 240 В с частотой 50 Гц. Температура окружающей среды на момент начала испытаний была комнатной (25°С). Кратковременный ток в момент начала испытаний по определению срока службы (когда температура двигателя была комнатной) составил 60 А. В результате повторения операций включения и отключения питания температура двигателя поднялась и достигла равновесия при кратковременном токе 52 А. Минимальный рабочий ток (UTC) термочувствительного переключателя 1, подвергнутого испытаниям по определению срока службы, составил 18,4-25,4 А (120°C), а выдержка времени при размыкании (S/T) контактов 7 и 8 при протекании тока 54 А составила 3-10 с.The motor was a single-phase asynchronous motor with a rated voltage of 220 V (50 Hz), rated current of 10.8 A and rated power of 2320 watts. The motor rotor has been locked. Power during the tests was carried out with a voltage of 240 V with a frequency of 50 Hz. The ambient temperature at the start of the test was room temperature (25 ° C). The short-term current at the time of determining the service life tests (when the engine was at room temperature) was 60 A. As a result of repeating the operations of turning the power on and off, the motor temperature rose and reached equilibrium at a short-time current of 52 A. Minimum operating current (UTC) of the temperature-sensitive switch 1 subjected to tests to determine the service life was 18.4-25.4 A (120 ° C), and the time delay during opening (S / T) of contacts 7 and 8 with a current of 54 A was 3-10 s.

Кратковременный ток электродвигателя в несколько раз превышал номинальный ток, а промежуток времени (S/T), необходимый для размыкания контактов 7 и 8, был в результате нагрева двигателя сокращен до нескольких секунд, причем нагреватель 12 и термочувствительная пластинка 6 в термочувствительном переключателе 1 соответствовали описываемым выше. После размыкания контактов 7 и 8 температура внутри термочувствительного переключателя 1 постепенно снижалась, и приблизительно через 2 минуты происходило повторное замыкание контактов 7 и 8 и включение питания двигателя. В процессе проведения испытаний по определению срока службы измерялось число нормальных операций переключения в цикле. Каждая операция переключения состояла из включения питания (на несколько секунд) в результате замыкания контактов термочувствительного переключателя 1 и отключения питания (приблизительно в течение 2 мин) в результате размыкания контактов термочувствительного переключателя 1.The short-time current of the electric motor was several times higher than the rated current, and the time interval (S / T) required to open contacts 7 and 8 was reduced as a result of heating the motor to several seconds, and heater 12 and heat-sensitive plate 6 in temperature-sensitive switch 1 corresponded to those described above. After the contacts 7 and 8 were opened, the temperature inside the temperature-sensitive switch 1 gradually decreased, and after about 2 minutes, the contacts 7 and 8 were re-closed and the motor power was turned on. During the tests to determine the service life, the number of normal switching operations in a cycle was measured. Each switching operation consisted of turning on the power (for several seconds) as a result of closing the contacts of the thermosensitive switch 1 and disconnecting the power (for about 2 minutes) as a result of opening the contacts of the thermosensitive switch 1.

В процессе цикла размыкания и замыкания контактов 7 и 8, при протекании тока при заторможенном роторе, происходило постепенное повреждение контактов 7 и 8 под действием дуги, возникающей во время размыкания контактов, следствием чего являлось возникновение сваривания контактов. В случае, когда в процессе испытаний по определению срока службы время включения питания (S/T) превышало 10 секунд, принималось решение о сваривании контактов и испытание завершалось. Было установлено, что степень повреждения термочувствительной пластинки 6 под действием дуги зависит от величины межконтактного зазора. Кроме того, так как каждая операция переключения сопровождалась скачкообразным изменением направления кривизны термочувствительной пластинки 6 на обратное, то при сверхбольшом числе переключений в ряде случаев наблюдалось разрушение термочувствительной пластинки 6 в результате усталости еще до сваривания контактов.During the cycle of opening and closing of contacts 7 and 8, during the flow of current with a braked rotor, there was a gradual damage to contacts 7 and 8 under the action of an arc that occurs during opening of contacts, resulting in the occurrence of welding of contacts. In the case when the power-on time (S / T) exceeded 10 seconds during the tests to determine the service life, a decision was made to weld the contacts and the test was completed. It was found that the degree of damage to the heat-sensitive plate 6 under the action of an arc depends on the size of the contact gap. In addition, since each switching operation was accompanied by an abrupt change in the direction of curvature of the heat-sensitive plate 6 to the opposite, with an extremely large number of switchings, in some cases, destruction of the heat-sensitive plate 6 was observed as a result of fatigue even before welding of the contacts.

На фиг.5 представлены результаты испытаний по определению срока службы при изменении давления газа в герметичном резервуаре 2. По оси абсцисс отложено давление (атмосферное давление (атм)), а по оси ординат - число операций переключения до возникновения сваривания контактов. На фиг.5 представлены измеренные значения и кривая интерполяции минимальных значений для множества образцов. В состав газа внутри резервуара входило 90% гелия и 10% сухого воздуха. Как подвижный, так и неподвижный контакты 7 и 8 были образованы контактом системы серебро-оксид олова с содержанием оксида металла, составившим 11,7 мас.%, и имели трехслойную структуру, включающую в себя промежуточный слой, содержащий медь, и нижний слой, содержащий железо, полученные путем осаждения и совместного прессования с композицией серебро-оксид олова. Каждому контакту была придана форма диска диаметром 4 мм и толщиной 0,9 мм, имеющего контактную поверхность в форме сферы с радиусом 8 мм. Межконтактный зазор составил 1,0 мм. Температура изменения направления кривизны термочувствительной пластинки 6 на обратное при размыкании контактов составила 90°C.Figure 5 presents the test results for determining the service life when changing the gas pressure in the sealed tank 2. The pressure (atmospheric pressure (atm)) is plotted on the abscissa axis, and the number of switching operations until the welding of contacts occurs on the ordinate axis. 5 shows the measured values and the interpolation curve of the minimum values for many samples. The gas composition inside the tank included 90% helium and 10% dry air. Both the movable and the fixed contacts 7 and 8 were formed by the contact of the silver-tin oxide system with a metal oxide content of 11.7 wt.%, And had a three-layer structure, including an intermediate layer containing copper, and a lower layer containing iron obtained by precipitation and co-pressing with a silver-tin oxide composition. Each contact was given a disk shape with a diameter of 4 mm and a thickness of 0.9 mm, having a contact surface in the form of a sphere with a radius of 8 mm. The contact gap was 1.0 mm. The temperature of the change in the direction of curvature of the heat-sensitive plate 6 to the opposite when the contacts were opened was 90 ° C.

Согласно результатам испытаний по определению срока службы, как показано на фиг.5, число операций переключения достигало максимального значения (не ниже 24000) при давлении приблизительно 0,45 атм и постепенно снижалось с повышением давления. При давлении 0,7 атм число операций переключения составило приблизительно 19000 (минимальное значение выборки), а при давлении 0,8 атм - приблизительно 15000 (минимальное значение выборки). При давлении выше 1,3 атм число операций переключения оставалось практически постоянным и составило 7000 (минимальное значение выборки). С другой стороны, при снижении давления приблизительно с 0,45 атм до приблизительно 0,4 атм число операций переключения постепенно уменьшалось. При давлении не выше 0,4 атм число операций переключения быстро снижалось до приблизительно 15000 (минимальное значение выборки) при давлении 0,3 атм, 7500 (минимальное значение выборки) при 0,2 атм и приблизительно 2000 (минимальное значение выборки) при 0,1 атм.According to the results of tests to determine the service life, as shown in figure 5, the number of switching operations reached a maximum value (not lower than 24000) at a pressure of approximately 0.45 atm and gradually decreased with increasing pressure. At a pressure of 0.7 atm, the number of switching operations was approximately 19,000 (minimum sample value), and at a pressure of 0.8 atm, approximately 15,000 (minimum sample value). At pressures above 1.3 atm, the number of switching operations remained almost constant and amounted to 7000 (the minimum value of the sample). On the other hand, as the pressure decreased from about 0.45 atm to about 0.4 atm, the number of switching operations gradually decreased. At a pressure of no higher than 0.4 atm, the number of switching operations rapidly decreased to approximately 15,000 (minimum sample value) at a pressure of 0.3 atm, 7500 (minimum sample value) at 0.2 atm and approximately 2000 (minimum sample value) at 0, 1 atm

В частности, как показано на фиг.5 штрихпунктирной линией и стрелкой, при давлении газа внутри резервуара в диапазоне 0,3-0,8 атм термочувствительный переключатель 1 с описываемой выше структурой позволяет обеспечить число операций переключения, составляющее, по меньшей мере, не менее 15000. При давлении же в диапазоне 0,35-0,7 атм может быть гарантировано, по меньшей мере, не менее 19000 операций переключения.In particular, as shown in FIG. 5 by a dash-dot line and an arrow, when the gas pressure inside the tank is in the range of 0.3-0.8 atm, the heat-sensitive switch 1 with the structure described above can provide a number of switching operations of at least at least 15,000. At a pressure in the range of 0.35-0.7 atm, at least at least 19,000 switching operations can be guaranteed.

На фиг.6 и 7 представлены фотографии поверхностей подвижного контакта 7 (A-1 и A-4) и неподвижного контакта 8 (B-1 и B-4) после завершения испытаний по определению срока службы при давлении газа внутри резервуара, составившем соответственно 0,6 и 1,0 атм. При относительно высоком давлении газа внутри резервуара, составляющем порядка 1,0 атм (фиг.7), происходит остановка дуги на одном участке каждого контакта. Поэтому поверхность каждого контакта подвергается локальному расплавлению, вследствие которого формируется выступ. Можно предположить, что осаждение участка выступа происходит беспрепятственно, и поэтому срок службы сокращается. С другой стороны, при относительно низком давлении газа внутри резервуара, составляющем порядка 0,6 атм (фиг.6), происходит перемещение дуги по поверхности каждого контакта без остановки на одном участке. Можно предположить, что в результате равномерного износа поверхности контактов срок службы увеличивается, и происходит подавление процессов формирования выступа и сваривания контактов.6 and 7 are photographs of the surfaces of the movable contact 7 (A-1 and A-4) and the stationary contact 8 (B-1 and B-4) after completion of the tests to determine the service life at a gas pressure inside the tank of 0, respectively , 6 and 1.0 atm. At a relatively high gas pressure inside the tank of about 1.0 atm (Fig. 7), the arc stops in one section of each contact. Therefore, the surface of each contact undergoes local melting, due to which a protrusion is formed. It can be assumed that the deposition of the protrusion occurs unhindered, and therefore the service life is reduced. On the other hand, with a relatively low gas pressure inside the tank of about 0.6 atm (Fig.6), the arc moves along the surface of each contact without stopping in one section. It can be assumed that as a result of uniform wear of the contact surface, the service life is increased, and the processes of formation of the protrusion and welding of the contacts are suppressed.

Однако при снижении давления газа внутри резервуара до уровня, при котором дуга может легко перемещаться, существует вероятность ее перемещения за пределы зазора между контактами 7 и 8. В случае, когда дуга, возникающая между контактами 7 и 8, распространяется на термочувствительную пластинку 6, термочувствительная пластинка 6 повреждается так, что срок службы не увеличивается, а уменьшается. Кроме того, недостаточное пробивное напряжение приводит к продолжению существования дуги даже при переходе тока через нуль. В этом случае срок службы чрезвычайно уменьшается. Чрезвычайное уменьшение числа операций переключения при давлении 0,1 атм на фиг.5 является, главным образом, результатом двух указанных выше причин. Поэтому верхний предел межконтактного зазора задается как значение, позволяющее в зависимости от снижения давления газа внутри резервуара предотвратить перемещение дуги за пределы контактов. С другой стороны, нижний предел межконтактного зазора определяется в зависимости требуемого пробивного напряжения. В результате анализа результатов экспериментов было установлено, что предпочтительный диапазон значений межконтактного зазора для термочувствительного переключателя 1 согласно примеру осуществления составляет 0,7-1,5 мм.However, if the gas pressure inside the tank decreases to a level at which the arc can easily move, there is a possibility of its movement outside the gap between contacts 7 and 8. In the case where the arc arising between contacts 7 and 8 extends to the heat-sensitive plate 6, the heat-sensitive plate 6 is damaged so that the service life does not increase, but decreases. In addition, insufficient breakdown voltage leads to the continued existence of the arc even when the current passes through zero. In this case, the service life is extremely reduced. The extreme decrease in the number of switching operations at a pressure of 0.1 atm in Fig. 5 is mainly the result of the two above reasons. Therefore, the upper limit of the contact gap is set as a value that allows, depending on the decrease in gas pressure inside the tank, to prevent the arc from moving beyond the contacts. On the other hand, the lower limit of the contact gap is determined as a function of the required breakdown voltage. As a result of the analysis of the experimental results, it was found that the preferred range of contact gap values for the heat-sensitive switch 1 according to the embodiment is 0.7-1.5 mm.

В процессе изменения направления кривизны термочувствительной пластинки на обратное при размыкании контактов 7 и 8 конец термочувствительной пластинки 6 со стороны подвижного контакта соприкасается с внутренней поверхностью кожуха 3, и дальнейшее изменение направления кривизны термочувствительной пластинки 6 прекращается. С другой стороны, конструкцией термочувствительного переключателя 1 может быть предусмотрено увеличенное расстояние между внутренней поверхностью кожуха 3 и верхней поверхностью термочувствительной пластинки 6, вследствие чего прекращения изменения направления ее кривизны посредине операции происходить не будет. В случае, когда термочувствительный переключатель 1 имеет указанную выше конструкцию, в результате скачкообразного изменения направления силы действия термочувствительной пластинки 6 контакты 7 и 8 могут расходиться один от другого на большее расстояние. Несмотря на то, что эта конструкция считается эффективной для гашения дуги, термочувствительная пластинка 6, если не ограничивать процесс изменения направления ее кривизны на обратное, легко ломается, и срок ее службы чрезвычайно уменьшается. Поэтому указанный выше верхний предел межконтактного зазора, составляющий 1,5 мм, является значением, задаваемым в конструкции как расстояние, необходимое для того, чтобы конец термочувствительной пластинки 6 со стороны подвижного контакта соприкасался с внутренней поверхностью кожуха 3 посредине операции изменения направления кривизны на обратное.In the process of changing the direction of curvature of the heat-sensitive plate to the opposite when the contacts 7 and 8 open, the end of the heat-sensitive plate 6 on the movable contact side is in contact with the inner surface of the casing 3, and a further change in the direction of curvature of the heat-sensitive plate 6 is stopped. On the other hand, the design of the heat-sensitive switch 1 may provide for an increased distance between the inner surface of the casing 3 and the upper surface of the heat-sensitive plate 6, as a result of which the direction of curvature will not cease to be changed in the middle of the operation. In the case where the heat-sensitive switch 1 has the above construction, as a result of a stepwise change in the direction of the force of action of the heat-sensitive plate 6, the contacts 7 and 8 can diverge from each other at a greater distance. Despite the fact that this design is considered effective for extinguishing the arc, the heat-sensitive plate 6, if you do not limit the process of changing the direction of its curvature to the opposite, breaks easily, and its service life is extremely reduced. Therefore, the above-mentioned upper limit of the contact gap, which is 1.5 mm, is the value specified in the design as the distance necessary so that the end of the heat-sensitive plate 6 from the movable contact side is in contact with the inner surface of the casing 3 in the middle of the reverse direction of curvature operation.

Как описывается выше, термочувствительный переключатель 1 согласно примеру осуществления содержит установленные в герметичном резервуаре 2 неподвижный контакт 8, закрепленный на проводящем штырьковом выводе 10A, термочувствительную пластинку 6, направление кривизны которой меняется в зависимости от температуры на обратное, и подвижный контакт 7, соединенный со свободным концом термочувствительной пластинки 6. Как подвижный, так и неподвижный контакты 7 и 8 содержат контакт системы серебро-оксид олова. Резервуар 2 заполнен газом, содержащим 50-95% гелия (He), создающим внутри резервуара 2 давление, составляющее при комнатной температуре 0,3-0,8 атм или, в более предпочтительном варианте, 0,35-0,7 атм.As described above, the thermosensitive switch 1 according to an embodiment comprises a fixed contact 8 mounted in the sealed reservoir 2, mounted on the conductive pin terminal 10A, a thermosensitive plate 6, the direction of curvature of which reverses depending on the temperature, and a movable contact 7 connected to the free the end of the heat-sensitive plate 6. Both movable and fixed contacts 7 and 8 contain the contact of the silver-tin oxide system. The reservoir 2 is filled with a gas containing 50-95% helium (He), which creates a pressure inside the reservoir 2 of 0.3-0.8 atm at room temperature or, more preferably, 0.35-0.7 atm.

В такой конструкции электрическая дуга, возникающая при размыкании контактов 7 и 8, перемещается по поверхности контактов, и это приводит к равномерному износу поверхностей контактов. При этом подавление процесса сваривания контактов позволяет увеличить срок службы. Причем предлагаемый термочувствительный переключатель обеспечивает возможность прерывания более сильного тока, чем в случае традиционных термочувствительных переключателей, следствием чего является возможность улучшения характеристики прерывания тока. Кроме того, так как резервуар 2 заполнен гелием, имеющим хорошую теплопроводность, то промежуток времени, необходимый для размыкания контактов 7 и 8 после начала протекания сверхбольшого тока, например кратковременного тока, может быть сокращен (или увеличен в зависимости от конструкции), а номинальный рабочий ток может быть увеличен. Содержание гелия в газе внутри резервуара оказывает относительно слабое влияние.In this design, the electric arc that occurs when the contacts 7 and 8 open, moves along the surface of the contacts, and this leads to uniform wear of the contact surfaces. At the same time, suppression of the contact welding process allows to increase the service life. Moreover, the proposed temperature-sensitive switch provides the ability to interrupt a stronger current than in the case of traditional temperature-sensitive switches, the consequence of which is the possibility of improving the characteristics of the current interruption. In addition, since the tank 2 is filled with helium having good thermal conductivity, the period of time required to open contacts 7 and 8 after the start of the flow of extra large current, for example short-term current, can be reduced (or increased depending on the design), and the nominal working current may be increased. The helium content in the gas inside the tank has a relatively weak effect.

В этом случае, так как заданный межконтактный зазор составляет не менее 0,7 мм, то требуемое пробивное напряжение может быть обеспечено при питании от сети электроснабжения общего пользования. Кроме того, так как заданный межконтактный зазор не превышает 1,5 мм, то это позволяет в максимально возможной степени предотвратить распространение дуги за пределы зазора между контактами 7 и 8 и в результате подавления процесса возникновения повреждений периферийных компонентов типа термочувствительной пластинки 6, обусловленных действием дуги, позволяет предотвратить уменьшение срока службы. Кроме того, в случае, когда заданный межконтактный зазор не превышает 1,5 мм, конец термочувствительной пластинки 6 со стороны подвижного контакта соприкасается с внутренней поверхностью кожуха 3 посередине операции размыкания контактов. Это позволяет предотвратить чрезмерное смещение термочувствительной пластинки 6 в результате скачкообразного изменения направления ее кривизны на обратное, а также возникновение последующих колебаний, и, как следствие, предотвратить уменьшение срока службы.In this case, since the specified contact gap is not less than 0.7 mm, the required breakdown voltage can be provided when powered from a public power supply network. In addition, since the specified contact gap does not exceed 1.5 mm, this allows to prevent the spread of the arc beyond the gap between the contacts 7 and 8 as much as possible and as a result of suppressing the process of damage to peripheral components such as the heat-sensitive plate 6 due to the action of the arc , helps prevent a decrease in service life. In addition, in the case when the specified contact gap does not exceed 1.5 mm, the end of the heat-sensitive plate 6 from the side of the movable contact is in contact with the inner surface of the casing 3 in the middle of the contact opening operation. This allows you to prevent excessive displacement of the heat-sensitive plate 6 as a result of an abrupt change in the direction of its curvature to the opposite, as well as the occurrence of subsequent oscillations, and, as a result, prevent a decrease in service life.

В качестве каждого из контактов - подвижного и неподвижного контактов 7 и 8 - использован диск диаметром 3-5 мм. С увеличением размеров каждого контакта срок службы каждого контакта в условиях теплового воздействия дуги увеличивается. Однако так как основным материалом каждого контакта является серебро, то это приводит к значительному возрастанию их стоимости. И наоборот, преимуществом использования контакта малого размера является снижение стоимости каждого контакта. Однако в процессе экспериментов было подтверждено, что для обеспечения требуемой долговечности при токе 60 А минимальный диаметр каждого контакта должен составлять 3 мм. Поэтому возможно использование контактов, диаметр каждого из которых составляет не менее 5 мм, например 6 мм, и это позволяет увеличить срок службы. Непрактичным такой контакт является с точки зрения стоимости и размеров термочувствительного переключателя.A disk with a diameter of 3-5 mm was used as each of the contacts — movable and fixed contacts 7 and 8. With the increase in the size of each contact, the service life of each contact under the conditions of the thermal effect of the arc increases. However, since the main material of each contact is silver, this leads to a significant increase in their value. Conversely, the advantage of using a small contact is to reduce the cost of each contact. However, during the experiments it was confirmed that to ensure the required durability at a current of 60 A, the minimum diameter of each contact should be 3 mm. Therefore, it is possible to use contacts, the diameter of each of which is at least 5 mm, for example 6 mm, and this allows to increase the service life. Such contact is impractical in terms of cost and size of the thermosensitive switch.

Таким образом, увеличения срока службы и улучшения характеристики прерывания тока термочувствительного переключателя 1 удается достичь без увеличения размеров контактов 7 и 8 и термочувствительной пластинки 6. Поэтому термочувствительный переключатель 1 без труда можно разместить в герметичном корпусе двигателя компрессора, и, следовательно, такой термочувствительный переключатель удовлетворяет требованиям, предъявляемым к устройству тепловой защиты для двигателя компрессора.Thus, an increase in the service life and an improvement in the current interruption characteristic of the thermosensitive switch 1 can be achieved without increasing the size of contacts 7 and 8 and the thermosensitive plate 6. Therefore, the thermosensitive switch 1 can easily be placed in a sealed compressor motor housing, and, therefore, such a thermosensitive switch satisfies requirements for a thermal protection device for the compressor engine.

Изобретение не ограничивается описываемым выше примером осуществления, и возможна, например, следующая модификация примера осуществления.The invention is not limited to the embodiment described above, and, for example, the following modification of the embodiment is possible.

Необходимым условием является заполнение герметичного резервуара 2 газом с содержанием гелия (He) 50-95%, создающим внутри резервуара 2 давление, которое при комнатной температуре составляет 0,3-0,8 атм. Однако межконтактный зазор, форма и размер контактов 7 и 8 и т.п. не ограничиваются указанными выше областями числовых значений.A necessary condition is to fill the sealed tank 2 with gas with a helium content (He) of 50-95%, creating a pressure inside the tank 2, which at room temperature is 0.3-0.8 atm. However, the contact gap, the shape and size of the contacts 7 and 8, etc. not limited to the above numerical ranges.

Форма герметичного резервуара 2 не ограничивается формой удлиненного купола. Например, в случае, когда ребра жесткости, ориентированные в направлении длины герметичного резервуара 2, позволяют достичь определенной прочности, герметичный резервуар может иметь или не иметь форму удлиненного купола. Основание 5 закреплено на одном конце герметичного резервуара 2, однако в случае дальнейшего уменьшения размеров термочувствительного переключателя термочувствительная пластинка 6 может быть установлена примерно в центре герметичного резервуара 2. Основание 5 может быть выполнено в форме кнопки и может вообще отсутствовать.The shape of the sealed reservoir 2 is not limited to the shape of the elongated dome. For example, in the case where the stiffeners oriented in the direction of the length of the sealed reservoir 2 allow a certain strength to be achieved, the sealed reservoir may or may not have the shape of an elongated dome. The base 5 is fixed at one end of the sealed tank 2, however, in the case of a further reduction in the size of the thermosensitive switch, the thermosensitive plate 6 can be installed approximately in the center of the sealed tank 2. The base 5 can be made in the form of a button and can be completely absent.

Нагреватель 12 и термостойкий неорганический изолятор 13 являются необязательными компонентами. Несмотря на то, что основание 4 снабжено двумя штырьковыми выводами 10A и 10B, возможно использование только одного штырькового вывода, а металлическое основание 4 может служить другим выводом.A heater 12 and a heat-resistant inorganic insulator 13 are optional components. Despite the fact that the base 4 is provided with two pin terminals 10A and 10B, it is possible to use only one pin terminal, and the metal base 4 can serve as another terminal.

Переключающих контактов 7 и 8 может быть две или несколько пар. По меньшей мере, один из контактов - подвижный контакт 7 или неподвижный контакт 8 - может иметь выпуклую криволинейную поверхность. Кроме того, на вершине этой выпуклой криволинейной поверхности может быть плоский участок.There are two or more pairs of switching contacts 7 and 8. At least one of the contacts — the movable contact 7 or the fixed contact 8 — may have a convex curved surface. In addition, there may be a flat portion on top of this convex curved surface.

Двигатель, применительно к которому термочувствительный переключатель используется в качестве устройства тепловой защиты, не ограничивается однофазным асинхронным двигателем, а может включать в себя трехфазные асинхронные двигатели. Кроме того, термочувствительный переключатель может использоваться применительно к электродвигателям других типов, например к двигателям, питание которых осуществляется напряжением переменного тока, типа синхронных двигателей.An engine for which a thermosensitive switch is used as a thermal protection device is not limited to a single-phase asynchronous motor, but may include three-phase asynchronous motors. In addition, the heat-sensitive switch can be used with other types of electric motors, for example, motors powered by AC voltage, such as synchronous motors.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY

Как описывается выше, термочувствительный переключатель согласно изобретению целесообразно использовать в качестве устройства тепловой защиты для двигателя компрессора.As described above, the heat-sensitive switch according to the invention is advantageously used as a thermal protection device for the compressor motor.

Claims

1. A thermosensitive switch used to interrupt alternating current flowing through a compressor motor, this thermosensitive switch comprising:
a sealed reservoir (2), including a metal casing (3) and a base (4), hermetically closing the casing (3) from the side of its open end;
at least one conductive pin terminal (10A, 10B) inserted through the through hole (4A, 4B) formed in the base (4) and hermetically fixed in the through hole (4A, 4B) using an electrical insulating filler (9);
a fixed contact (8), mounted on the pin terminal (10A, 10B) in the tank (2);
a heat-sensitive plate (6), one of the two ends of which is electrically connected and fixed on the inner surface of the tank (2), and which is shaped by a plate by drawing, which reverses the direction of its curvature at a given temperature;
at least one movable contact (7) attached to the other end of the heat-sensitive plate (6) and forming at least one pair of switching contacts together with the fixed contact (8),
moreover, both the fixed contact (8) and the movable contact (7) contain the contact of the silver-tin oxide system, and the reservoir (2) is filled with gas with a helium content of 50-95%, which creates a pressure inside the reservoir (2), which at room temperature is 0.3-0.8 atm.

2. The thermosensitive switch according to claim 1, in which the tank (2) is filled with gas, which creates a pressure inside the tank (2), which at room temperature is 0.35-0.7 atm.

3. The thermosensitive switch according to claim 1, in which the intercontact gap between the movable contact (7) and the stationary contact (8) in the open state is at least 0.7 mm, as a result of which, when the contacts open, the thermosensitive plate (6) is in contact with the inner surface reservoir (2), and a further change in the direction of its curvature is limited.

4. The thermosensitive switch according to claim 2, in which the intercontact gap between the movable contact (7) and the stationary contact (8) in the open state is at least 0.7 mm, as a result of which, when the contacts open, the thermosensitive plate (6) is in contact with the inner surface reservoir (2), and a further change in the direction of its curvature is limited.

5. The thermosensitive switch according to claim 1, in which both the fixed contact (8) and the movable contact (7) are given a disk shape, the diameter of which is 3-5 mm.

6. The thermosensitive switch according to claim 2, in which both the fixed contact (8) and the movable contact (7) are given a disk shape, the diameter of which is 3-5 mm.

7. The thermosensitive switch according to claim 3, in which both the fixed contact (8) and the movable contact (7) are given a disk shape, the diameter of which is 3-5 mm.

8. The thermosensitive switch according to claim 4, in which both the fixed contact (8) and the movable contact (7) are given a disk shape, the diameter of which is 3-5 mm.

9. The thermosensitive switch according to claim 5, in which at least one of the contacts - a fixed contact (8) or a movable contact (7) - has a convex curved surface.

10. The thermosensitive switch according to claim 6, in which at least one of the contacts - a fixed contact (8) or a movable contact (7) - has a convex curved surface.

11. The thermosensitive switch according to claim 7, in which at least one of the contacts - a fixed contact (8) or a movable contact (7) - has a convex curved surface.

12. The thermosensitive switch of claim 8, in which at least one of the contacts - a fixed contact (8) or a movable contact (7) - has a convex curved surface.